高功率型锂离子电池正极材料性能研究

作者：陈佳兴; 苏子龙; 赵挺; 蒲刚刚; 李昂; 王略^*

来源：稀有金属, 2023, 47(12): 1756-1764.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.XY21010027

• 高功率锂离子电池
• 正极材料
• 理化性能
• 电化学性能
• 压实密度

对材料A(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)、材料B(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)、材料C(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)和材料D(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)4种功率型正极材料的理化性能(晶体结构、晶粒形貌、粒径分布、比表面积、元素含量、残留碱含量、水含量)和电化学性能(首次充放电性能、倍率充放电性能)进行对比分析。结果表明：材料A层状结构良好、结晶性良好，二次颗粒呈球形，且粒度适中，样品累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径(D50)为5.76μm，使用了Mg-Al复合改性策略。电化学性能测试结果表明：材料A的倍率性能和充放电性能明显优于其他3种材料，在极片压实密度分别为2.5,3.0和3.5 g·cm-3时，其3C相对于0.1C倍率放电保持率分别为84.77%,83.34%和84.15%,3C相对于0.1C倍率充电保持率分别为88.78%,86.08%和88.48%；在最优极片压实密度为2.5 g·cm-3时，其在0.1C倍率下，2.5～4.3 V电压区间内首周放电克容量为175.3 mAh·g-1，首周充放电效率为92.2%。将材料A作为正极活性材料，2.5 g·cm-3作为压实密度，组装成5.5 Ah软包型锂离子电池，其10C,20C,30C和40C放电相对于1C放电的容量保持率分别为90.71%,89.26%,89%和89.15%，其10C,25C和30C恒流充电容量相对于1C恒流容量充入比分别为93.27%,85.35%和83.33%，表现出优异的倍率充放电性能。