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微量CNTs包覆对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料电化学性能的影响

材料工程 2020年第5期48卷 68-74页

作者：张淑娴邓凌峰连晓辉谭洁慧李金磊中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004 中南林业科技大学材料表界面科学与技术湖南省重点实验室长沙410004 湖南烯能新材料有限公司长沙410205

利用高温固相法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,通过混酸处理和离心过滤CNTs以得到单壁碳纳米管(SWCNTs),再添加分散剂二甲基甲酰胺(DMF)后与LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2混合,利用超声分散与喷雾干燥法将不同量的CNTs均匀包覆在LiNi0.8Co0.1M... 详细信息

利用高温固相法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,通过混酸处理和离心过滤CNTs以得到单壁碳纳米管(SWCNTs),再添加分散剂二甲基甲酰胺(DMF)后与LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2混合,利用超声分散与喷雾干燥法将不同量的CNTs均匀包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的表面。CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料通过SEM、XRD以及电化学测试系统进行表征和测试。结果表明CNTs包覆量为0.5%(质量分数)的CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料性能最佳。在0.1,5C下的首次放电比容量分别为215.59,175.78mAh·g^-1。在0.1C下充电、大倍率5C下放电,CNTs/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料仍能保持首次放电容量的81.54%,比纯的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2提高了10.48%。在1C倍率下循环100次其容量保持率可达93.02%,比纯的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2提升了15.42%。

关键词：碳纳米管 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 微量包覆电化学性能

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微量石墨烯包覆对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)电化学性能的影响

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电池工业 2024年第2期28卷 72-77页

作者：刘雷斌张淑娴刘炫漓李玲邓凌峰中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙湖南410004 中南林业科技大学材料表面科学与技术湖南省重点实验室长沙湖南410004

使用Hummers法得到氧化石墨烯,再通过还原氧化石墨烯制备石墨烯。使用高温固相法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料,将石墨烯加入乙醇溶液中,与增稠分散剂羧甲基纤维素钠(CMC)混合得到石墨烯溶液。利用液相自聚集法将石墨烯... 详细信息

使用Hummers法得到氧化石墨烯,再通过还原氧化石墨烯制备石墨烯。使用高温固相法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料,将石墨烯加入乙醇溶液中,与增稠分散剂羧甲基纤维素钠(CMC)混合得到石墨烯溶液。利用液相自聚集法将石墨烯溶液微量包覆在LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)表面。通过SEM、XRD以及电化学测试系统对石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)复合材料进行表征和测试。结果表明,0.8%-石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)复合材料性能最佳,首次充电比容量最大值达到222.85 mAh/g,首次充放电比容量最大值达到208.93 mAh/g,库仑效率为93.75%。

关键词：石墨烯 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2) 微量包覆电化学性能

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微量石墨烯包覆钴酸锂的制备与电化学性能

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电源技术 2020年第10期44卷 1412-1416页

作者：谭洁慧邓凌峰连晓辉张淑娴李金磊中南林业科技大学材料科学与工程学院湖南长沙410004 湖南烯能新材料有限公司湖南长沙410205

通过改性Hummers法制备少层氧化石墨烯,取微量氧化石墨烯与高温固相法制得的LiCoO2复合,经高温还原干燥处理形成石墨烯/LiCoO2复合正极材料。实验通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电化学测试等方... 详细信息

通过改性Hummers法制备少层氧化石墨烯,取微量氧化石墨烯与高温固相法制得的LiCoO2复合,经高温还原干燥处理形成石墨烯/LiCoO2复合正极材料。实验通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电化学测试等方法,研究材料的结构、形貌和电化学性能。制备的还原氧化石墨烯能有效包覆LiCoO2晶体颗粒团,减少LiCoO2与电解液的直接接触,与LiCoO2颗粒形成三维纳米级导电网络,并显著提高导电性。电化学实验表明:通过石墨烯的包覆,石墨烯/LiCoO2复合材料在0.1 C下,放电比容量达到162.56 mAh/g,并且在1 C下循环100次后,放电比容量由160.2 mAh/g衰减至152.8 mAh/g,而5 C下,石墨烯/LiCoO2复合材料的放电比容量为122.37mAh/g。

关键词：还原氧化石墨烯 LiCoO2 微量包覆复合材料电化学性能

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石墨烯/碳纳米管包覆高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制备及性能研究

石墨烯/碳纳米管包覆高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制备...

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作者：张淑娴中南林业科技大学

学位级别：硕士

高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2镍含量较高,其理论比容量大且成本低,作为锂离子电池正极材料极具发展前景。但Ni2+和Li+混排以及较低的Co、Mn含量导致材料的循环、倍率性能较差。石墨烯和碳纳米管具有优异的导电性能和超大的比表... 详细信息

高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2镍含量较高,其理论比容量大且成本低,作为锂离子电池正极材料极具发展前景。但Ni2+和Li+混排以及较低的Co、Mn含量导致材料的循环、倍率性能较差。石墨烯和碳纳米管具有优异的导电性能和超大的比表面积。本论文通过石墨烯和碳纳米管对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2进行包覆改性。首先通过高温固相法制备出LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,石墨烯和碳纳米管分别进行预处理。利用超声技术和液相自聚集法将石墨烯和碳纳米管包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面。LiNi0.8Co0.1Mn0.102、石墨烯/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料、碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料、石墨烯/碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料通过XRD、SEM、FTIR、TEM等对其结构形貌进行表征,通过充放电性能测试、CV和EIS等对其进行电化学性能测试。研究了石墨烯、碳纳米管包覆以及包覆量对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的影响。实验结果表明:通过此方法可以将石墨烯和碳纳米管成功包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面。石墨烯和碳纳米管的包覆并不影响LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的晶体结构和形貌。石墨烯和碳纳米管最佳包覆量为0.8%和0.5%。0.8%-石墨烯/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料在0.1 C下首次充放电比容量分别为222.85、208.93mAh/g,0.5%-碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料在0.1 C下首次充放电比容量分别为229.36、215.59 mAh/g。而LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2在0.1 C下第一次充放电比容量分别为209.90、190.16 mAh/g。0.8%-石墨烯/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 的复合材料在0.1 C下循环 100次,仍可以放出205.18 mAh/g。0.5%-碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料在1 C下循环100次,仍可以放出 191.36 mAh/g。在0.1 C下,LiNi0.8Co0.1Mn0.102循环100次后容量保持率仅为86.5%。石墨烯和碳纳米管的包覆对正极材料的倍率性能也有所改善。将0.8%的石墨烯和0.5%的碳纳米管共同包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的表面。对石墨烯、碳纳米管以及石墨烯/碳纳米管进行TEM测试,结果显示:石墨烯边缘有褶皱出现,碳纳米管的管状结构良好。一维管状的碳纳米管穿插在二维片层的石墨烯之间,形成了良好的三维结构。石墨烯/碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料首次充放电比容量也有了进一步的提升,分别为229.10、217.33 mAh/g,而且循环性能倍率性能也有所改善。石墨烯/碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料CV和EIS 的测试结果表明:石墨烯和碳纳米管的包覆降低了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2在充放电过程中的极化和阻抗。而且石墨烯/碳纳米管共同包覆改性的效果优异单独包覆。石墨烯和碳纳米管共同包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面,构成三维网络结构有利于Li+的传输,并且石墨烯和碳纳米管构成“保护屏障”,抑制电解液对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的副反应,可以改善LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的电化学性能。

关键词：石墨烯碳纳米管 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 微量包覆电化学性能

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