In-situ Li3PO4 Coating of Li-Rich Mn-Based Cathode Materials for Lithium-ion Batteries

刘九鼎 a 张宇栋 a 刘俊祥 a 李金翰 a 邱晓光 a 程方益 * ,a,b,c ( a 南开大学化学学院 先进能源材料化学教育部重点实验室 天津 300071) ( b 南开大学 新能源转化与存储交叉科学中心 天津 300071) ( c 南开大学 高效储能教育部工程研究中心 天津 300071) 摘要 本工作通过"碳酸盐共沉淀-沉淀转化-固相反应"方法, 实现磷酸锂原位包覆和改性富锂锰基锂离子电池正极材 料 Li 1.2 Mn 0.54 Co 0.13 Ni 0.13 O 2 , 研究了磷酸锂包覆层的形成过程及其对电化学性能的影响. 结果显示, 碳酸盐前驱体经沉 淀转化反应原位形成磷酸镍包覆层, 与锂源混合煅烧, 最终转化为厚度小于 30 nm 的磷酸锂包覆层.该材料组装的半 电池在 125 mAh•g -1 电流密度下循环 175 圈后容量达 191.1 mAh•g -1 , 容量保持率为 81.8%, 平均每圈电压衰减仅为 1.09 mV.磷酸锂包覆层缓解了材料表面与电解液之间的副反应, 抑制了不可逆相变和过渡金属溶出, 同时磷酸锂作为锂离 子导体促进锂离子传输.本工作表明沉淀转化法原位包覆磷酸锂是提升富锂锰基正极材料性能的有效途径.