三(三甲基硅烷)亚磷酸酯添加剂改善高镍三元正极材料的高电压循环性能

作者：董庆雨; 毛亚云; 郭峰; 程振杰; 董厚才; 陈鹏; 康拓; 吴晓东; 沈炎宾^*; 陈立桅

来源：无机化学学报, 2019, 35(06): 1050-1058.

• 高镍三元正极材料
• 三(三甲基硅烷)亚磷酸酯
• 锂离子电池
• 高能量密度

研究了三(三甲基硅烷)亚磷酸酯(TMSP)添加剂对高镍三元正极材料Li Ni0.83Mn0.05Co0.12O2(LNMC811)高电压循环性能的影响。结合电化学表征、理论计算、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等方法研究发现,在高电位(4.5 Vvs Li/Li+)下,TMSP添加剂能够在LNMC811正极表面被氧化分解,生成一层富含导锂离子性能好的硅酸盐和电化学稳定的无机碳酸锂,且电解液主要分解产物(有机碳酸锂和氟化锂)含量较少的正极固体电解质界面(CEI)膜;分析表明覆盖在正极表面的薄而均匀的CEI膜,能够很好的降低充放电过程的极化电压,隔离电解液和正极的接触,减少电解液的分解,抑制金属离子的溶出,稳定正极晶体结构,使LNMC811材料能够在4.5 V(vs Li/Li+)高电压循环时仍然保持良好的循环性能和倍率性能。

• 单位
  中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所; 上海大学; 中国科学技术大学