铝掺杂对无钴正极LiNi0.90Mn0.10O2结构及电化学性能的影响

采用共沉淀法将质量分数3%的Al取代Mn掺入二元Ni0.90Mn0.10OH₂前驱体中,经高温固相烧结合成一种无Co高Ni三元正极LiNi0.90Mn0.07Al0.03O₂,并通过X射线衍射(X ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、能量弥散射线谱(energy dispersive spectroscopy,EDS)等表征手段进行分析,探讨了Al3＋掺杂对材料结构及性能的影响。结果表明,引入Al3＋后,Ni0.90Mn0.07Al0.03OH₂一次颗粒明显变细,对应LiNi0.90Mn0.07Al0.03O₂结晶度明显提高。在25 ℃、3.0~4.3 V下充放电,掺杂材料的0.1C比容量为191.3 mAh/g,高于未掺杂材料的181.5 mAh/g;0.5C循环90次的容量保持率为92.0%,高于未掺杂材料的89.3%;高温45 ℃下循环容量保持率为90.7%,高于未掺杂材料的92.2%。材料性能的提升可归因于Al3＋掺杂使得材料结晶度升高,稳定性提升,Li＋传递势垒降低。