Al掺杂锰酸锂材料在水系锂离子电池中的循环稳定性

作者：Ibrahim Al-jawfi; 赵佳琦; 师萌; 康晓红^*

来源：储能科学与技术, 2021, 10(04): 1330-1337.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0080

• Al掺杂
• LiMn2O4
• 水系锂离子电池
• 循环稳定性

水系锂离子电池具有优良的安全性能和高离子导电性等优点,得到了广泛研究。LiMn2O4材料在水系锂离子电池中较差的循环稳定性使其应用受到限制。为了改善这一缺陷,以乙炔黑为模板,采用简单的高温固相法合成了Al掺杂的LiMn2O4材料(LiMn1.9Al0.1O4),并应用于水系锂离子全电池中。实验结果表明,在0.1 A/g的电流密度下,LiMn2O4材料放电比容量高达125.5 m A·h/g,略高于LiMn1.9Al0.1O4材料的比容量(121.6 mA·h/g)。在0.1 A/g电流密度下,经200次循环LiMn1.9Al0.1O4材料的容量保持率(90%)高于LiMn2O4材料(78%)。将电流密度提升到1 A/g经500次循环后LiMn1.9Al0.1O4和LiMn2O4材料的容量保持率分别为88%和57%。上述结果表明Al掺杂的锰酸锂材料在水系锂离子电池中的循环稳定性以及倍率性能均有明显提高,说明Al的掺杂能显著提升锰酸锂正极材料的结构稳定性,并且能够缓解Mn的溶解和抑制Jahn-Teller效应,改善循环性能。

• 单位
  北京交通大学