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Effect of micron sized particle on the electrochemical properties of nickel-rich LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 cathode materials

材料科学 电化学 粒径 X射线光电子能谱 锂(药物) 锂离子电池 离子 极化(电化学) 阴极 冶金 化学工程 粒子(生态学) 电池(电) 物理化学 电极 热力学 功率(物理) 内分泌学 有机化学 化学 工程类 地质学 物理 海洋学 医学
作者
Maolin Zhang,Jiangtao Shen,Jing Li,Dongyan Zhang,Yangxi Yan,Yunxia Huang,Zhimin Li
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:46 (4): 4643-4651 被引量:65
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2019.10.195
摘要

Particle size plays an important role in the electrochemical properties of cathode materials for lithium-ion battery, and the sizes of cathode powders are often designed to specific scales to obtain desired rate capacity, cyclic stability, etc. Nano-sized or micron-sized primary/secondary particles were both reported to be helpful to heighten the electrochemical properties of the same material system. However, the relationship between particle size and electrochemical properties of Ni-rich LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM-811) has not been discussed in detail. Here, we prepared the pristine NCM-811 powders with various micro-sized particles by using solid state reaction, and investigated the influence of particle size on the electrochemical properties of typical NCM-811 cathode material, to clarify the importance of size effect. The result indicates that pristine NCM-811 cathode powders with D50 = 7.7 μm displayed the best initial discharge specific capacity (224.5 and 169.1 mA h/g at 1/20 C and 1 C rate, respectively) and retention capacity (71.0% at 1 C rate) after 100th cycling at room temperature. The mutual acting mechanism in terms of layered structure, cation mixing degree, polarization state, charge-transfer resistance, and the diffusion ability of lithium-ion was confirmed by XRD, XPS, CV and EIS analyses, respectively.
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