氯掺杂富锂正极材料Li_1.2Ni_0.13Co_0.13Mn_0.54O₂调控晶格氧反应活性及电化学性能

作者：周国俊; 瞿翊帆; 李阿飞; 唐伟建; 陈章贤; 杨则恒; 张卫新

来源：硅酸盐学报, 2022, 50(10): 2579-2590.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20220052

• 锂离子电池
• 富锂正极材料
• 阴离子掺杂
• 循环性能

富锂正极材料因具有能量密度高、电压窗口大等优点受到关注，然而首次 Coulombic 效率低、循环性能差等缺点阻碍了其商业化应用。采用共沉淀法并通过不同摩尔比的氯离子（Cl-）掺杂制备了 Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2-xClx（x=0, 0.025, 0.050,0.100）富锂正极材料。通过 X 射线光电子能谱、原位 X 射线衍射和恒电流间歇滴定等技术系统研究了 Cl-掺杂对其电化学性能提升的调控机制。结果表明：Cl-掺杂量为 0.05 时，该正极材料在 0.2 C 倍率下首次 Coulombic 效率由 72.8%提升至81.5%，在 1 C 倍率下经 200 圈循环，容量保持率由 57.9%提升至 79.1%。材料优异的电化学性能归因于 Cl-掺杂能调控材料中 O2-的电化学行为，使其更多氧化为 On-（n2的产生和逸出，减小结构的破坏。同时，由于 Cl-具有较大的离子半径，能扩大富锂材料的层间距，降低极化过电位，加快锂离子扩散速率，因此有效提升富锂正极材料的首次 Coulombic效率和循环性能。

• 单位
  合肥工业大学