三元正极材料,首次库仑效率很低,电池开路电压也很低,是生成Li2MnO3,还是锂镍混排
最近用熔盐法合成三元正极材料,NCM各1/3,熔盐是含锂化合物,得到的材料自认为结构和形貌较好,但是性能就差强人意了。具体的合成工艺为:共沉淀镍钴锰离子,并将其钴锰分别氧化为+3和+4价,加入锂盐做熔盐。烧结条件为900℃,12h。之后用水洗去锂盐,烘干得三元正极材料。目前碰到的问题主要如下:
1. 组装电池开路电压较低,一般只有1.5V 左右。记得以前的三元材料组装的扣电OCP2.5V以上。
2. 电池阻抗较大,试过在手套箱中静置,1和2的情况都没有改善。
3. 首次库仑效率较低,60%-75%,导致首次放电比容量低,只有150-160,后面的比容量相对来说较低
咨询了较多同门,分析有以下两个原因:
1. 由于采用锂盐做熔盐,过多的锂与Mn结合生成富锂Li2MnO3,导致首次充电时不可逆脱锂,库仑效率因此较低。
疑问:在首次充电曲线4.1V左右(如图所示)确实有一个不是很明显的小平台,不知是不是Li2MnO3的脱锂平台,但是看了很多文献都说Li2MnO3要在较高电压4.4-4.5V才会活化,并且在我的XRD 图中20°左右并未显示有Li2MnO3的衍射峰啊???
2.锂镍混排导致锂占据镍位,首次充电不可以脱锂,放电时由于没有对应的位置嵌锂导致首次库仑效率较低。
疑问:请帮忙分析我的XRD图,阳离子混排程度大吗?如果确实因为这个原因,应怎样降低阳离子混排程度呢?
目前只能提出这两个设想,不知道会不会有其他原因。请大家不吝赐教,万分感谢。
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个人经验 你的烧结温度太高了
有时间你就试试吧 把温度降到800试试。性能要是有改善 你就送个小红花吧; 性能要是不行 你就当我瞎BB
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1.首先可以肯定不是富Li相造成的,XRD和充放电都说明不是Li2MnO3
2. XRD能看得出混排蛮严重的,氧缺陷也有可能过多,炉子是不是通气的?温度可以400预烧,再800-850烧结试试看
3.水洗我不是很懂,Ni含量没那么高的话,残碱应该没那么致命吧
从xrd分析,你的材料不是层装吧?标准卡片对比后是你想要的吗?
大兄弟,你水洗三元材料后不重新烘干,这容量不会高的