影响锂离子电池实际容量的材料因素

作者：陈宁^*; 王博; 刘洋; 王丽君; 李阳; 李福燊; 赵海雷

来源：科学通报, 2018, 63(33): 3484-3493.

• 锂离子电池
• 正极材料
• 实际容量
• 能隙

正极材料的实际比容量一般都低于理论比容量,实际容量是直接影响电池能量密度的关键因素之一,不同电极活性材料的实际比容量/理论比容量的差别很大,差距主要来自充电前后的实际脱锂系数大小.通过大数据的整理,本文收集了层状LiMO2(M=Ni和Co),尖晶石LiMn2O4和LiMPO4(M=Fe,Mn和Ni)等20种典型正极材料的晶体结构和实际容量实验参数.利用第一性原理计算方法,得到了这些典型体系母体的价带和导带之间的能隙值.通过比较脱锂前后两种结构的能隙,确定了能隙比值与实际脱锂系数的关系,结果表明,脱锂前后结构的能隙越接近,正极材料的实际脱锂系数就越大,相对的实际容量也就越大.因此,通过比较能隙大小,可以了解影响锂离子电池活性材料的实际容量的本质因素.

• 单位
  北京科技大学