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江西理工大学副教授发表最新锂电池研究成果

来源:江西理工大学 | 作者:admin | 分类:新闻 | 时间:2022-05-20 | 浏览:34110
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锂电网讯:近日,江西理工大学材料冶金化学学部新能源动力电池及其材料研究所马全新副教授,在国际知名期刊Small Methods(中科院一区TOP,IF=14.188)上发表题为“Induction and Maintenance of Local Structural Durability for High-energy Nickel-rich Layered Oxides”的最新研究成果。马全新副教授为论文第一作者,钟盛文教授为论文通讯作者,江西理工大学为第一通讯单位。


论文链接:

https://doi.org/10.1002/smtd.202200255

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LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料因具有高的比容量(200 mAh g-1)和低成本等优点,成为动力锂离子电池中最具发展前景的正极材料之一。然而,合成条件苛刻、结构不稳定、循环性能差以及倍率性能不佳等缺点严重制约其进一步大规模商业应用。产生这些问题的根本原因是高镍正极材料在合成过程中易发生严重的阳离子混排,造成材料结构不稳定并增加锂离子扩散的动力学势垒,从而限制锂离子电池的循环和倍率性能。

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研究工作针对上述制约高镍正极材料大规模商业化应用问题,设计使用(NH4)2Ce(NO3)6对Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2前驱体进行预氧化掺杂来改性Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]1-xCexO2高镍正极材料。论文采用密度泛函理论对预氧化掺杂剂进行筛选,计算显示Ce(NO3)62-可以促进前驱体中Ni2+氧化为Ni3+,有利于降低高镍正极材料阳离子混排。同时,适量Ce4+取代过渡金属离子可增强材料晶体结构的稳定性,抑制循环过程中过渡金属离子向锂层迁移。电化学性能结果也显示,Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]0.97Ce0.03O2材料作为正电极,半电池1 C倍率循环100圈后容量保持率高达94.7%,实用型软包电池也显示出优异的能量密度(~300 Wh kg-1)和容量保持率(1 C倍率下循环500圈后的容量保持率为81.3%)。本工作为高镍正极材料制备改性和高性能锂离子电池的制备方面提供新的思路和见解。

马全新副教授于2017年加入材料冶金化学学部新能源动力电池及其材料研究所开展教学科研工作,主要从事锂离子电池正极材料及废旧锂离子电池回收方面的研究,近三年以第一作者或第一通讯作者在Nano Energy (Nano Energy, 2021, 81: 105622), Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2022, 32(19): 2113013), Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.202200255), Electrochimica Acta (2021, 378: 138138)等国际知名期刊发表SCI论文多篇,申请发明专利多件。


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