摻雜納米二氧化鈦對鋰電池正極材料性能的改進(jìn)明顯

作者: 季明

　　實(shí)驗(yàn)以鈷酸鋰為例進(jìn)行：

　　作用一：減少氧缺陷的形成，相應(yīng)的提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

　　當(dāng)電池充至高壓時(shí)，LiCoO2結(jié)構(gòu)中的大量Co3+將會(huì)變成Co4+, Co4+的形成將導(dǎo)致氧缺陷的形成，這將會(huì)減弱過度金屬與氧之間的束縛力，從而使Co4+溶入電解液中，在LiCoO2里參雜納米二氧化鈦（VK-T30D）之后，在充放電過程中LiCoO2與納米二氧化鈦接觸的界面結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生重排，從而減少氧缺陷的形成，相應(yīng)的提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

　　作用二：改善鋰電池循環(huán)性能

　　另一方面如果材料直接與電解液接觸，強(qiáng)氧化性的Co4+將會(huì)與電解液發(fā)生反應(yīng)從而導(dǎo)致容量損失。參雜納米二氧化鈦（VK-T30D）后可避免LiCoO2與電解液直接接觸，減少容量損失，從而提高LiCoO2材料的電化學(xué)比容量，改善其循環(huán)性能。

　　作用三：減小電池在循環(huán)過程中的電阻。

　　摻雜納米二氧化鈦（VK-T30D）后，鋰電池在首次循環(huán)中的電阻均比未摻雜的LiCoO2要大；但是10次循環(huán)之后, 摻雜后的材料的膜阻抗和電荷傳遞阻抗都比未摻雜的LiCoO2要小很多。這說明納米二氧化鈦（VK-T30D）摻雜有效減少了LiCoO2 在充放電循環(huán)過程中的電化學(xué)阻抗, 有利于提高材料的電化學(xué)性能。

　　（實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)表明10 次循環(huán)，參雜納米二氧化鈦（VK-T30D）的正極材料電荷傳遞阻抗從31.8Ω降到9.0Ω）