葡萄糖的添加对富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2的影响

doi:10.13438/j.cnki.jdzk.2019.03.010

吉首大学学报（自然科学版）

葡萄糖的添加对富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂的影响

王雷，向延鸿，廖启军，田林，吴贤文，吴显明，熊利芝，何则强

(1.吉首大学物理与机电工程学院，湖南吉首 416000；2.锰锌钒产业技术湖南省2011协同中心，湖南吉首 416000；3.吉首大学化学化工学院，湖南吉首 416000；4.吉首大学生物资源与环境科学学院湖南吉首 416000)

出版日期:2019-05-25 发布日期:2019-06-04
通讯作者: 向延鸿（1987—），女，湖南慈利人，吉首大学物理与机电工程学院讲师，博士，主要从事锂离子电池富锂锰基正极材料研究.邮箱:flmjtgyx@163.com.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 51662010，51364009，51262008，51472107 和 51672104);湖南省教育厅优秀青年项目(16B209和15B190);湘西自治州基础理论研究项目（2018SF5016）吉首大学大学生研究性学习与创新实验计划;吉首大学校级理工科研究项目(JDX17040,JDX16008,JDX16009)

Effect of Glucose on Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂Lithium-Rich Manganese Cathode Materials

WANG Lei,XIANG Yanhong,LIAO Qijun,TIAN Lin，WU Xianwen,WU Xianming,XIONG Lizhi,HE Zeqiang

(1.School of Physics and Mechanical Engineering,Jishou University,Jishou 416000,Hunan China;2.Hunan 2011 Collaborative Center of Manganese,Zinc and Vanadium Industry Technology,Jishou 416000,Hunan China;3.School of Chemistry and Chemical Engineering,Jishou University,Jishou 416000,Hunan China;4. School of Biological Resources and Environmental Sciences,Jishou University,Jishou 416000,Hunan China)

Online:2019-05-25 Published:2019-06-04

摘要/Abstract

摘要：

采用溶胶凝胶法制备合成富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂，在前期配制金属离子溶液时，通过添加不同量的葡萄糖（葡萄糖添加量分别为试剂总质量的0，6%，12%，36%，48%）来分析其对Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂的结构、形貌、电化学性能以及倍率性能的影响.恒流充放电测试结果显示，少量葡萄糖（6%，12%）加入，可以明显提高材料首次放电比容量.0.05C首次放电比容量由未加入葡萄糖材料的174 mAh/g提升至添加12%葡萄糖材料的265.9 mAh/g.倍率性能测试结果显示，葡萄糖的加入可以明显提高材料倍率性能.其中葡萄糖添加量为48%的材料倍率性能最好，首次放电比容量达到141 mAh/g，经过0.05C，0.1C，0.2C，0.5C，1C循环测试后再进行0.1C循环测试30次，放电比容量为110 mAh/g，容量保持率为78%.

关键词： Li1.2Ni0.2Mn0.6O2, 葡萄糖, 电化学性能, 倍率性能

Abstract:

The lithium-rich manganese cathode material Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂was prepared by sol-gel method.In the early stage of metalion solution preparation，the structure,morphology and electrochemistry of Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂were analyzed with addition of x=0,6%,12%,36%,48% glucose(x=glucose quality/metal reagent quality).Addition can significantly increase the material's initial discharge specific capacity.The initial discharge specific capacity of 0.05C increased from 174 mAh/g without added glucose material to 265.9 mAh/g with added glucose x=12%.The rate performance test results show that the addition of glucose can significantly improve the material rate performance.The material with added glucose x=48% has the best rate performance.The initial discharge specific capacity reached 141 mAh/g.After the cycle test of 0.05C,0.1C,0.2C,0.5C,and 1C,the recycling test was performed 30 times for 0.1C,the specific discharge capacity was 110 mAh/g,and the capacity retention rate was 78%.

Key words: Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂, glucose, electrochemical performance, magnification

王雷，向延鸿，廖启军，田林，吴贤文，吴显明，熊利芝，何则强. 葡萄糖的添加对富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂的影响[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, DOI: 10.13438/j.cnki.jdzk.2019.03.010.

WANG Lei,XIANG Yanhong,LIAO Qijun,TIAN Lin，WU Xianwen,WU Xianming,XIONG Lizhi,HE Zeqiang. Effect of Glucose on Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂Lithium-Rich Manganese Cathode Materials[J]. Journal of Jishou University（Natural Sciences Edition), DOI: 10.13438/j.cnki.jdzk.2019.03.010.

参考文献

[1] DUNN B,KAMATH H,TARASCON J M.Electrical Energy Storage for the Grid:A Battery of Choices[J].Science,2011,334:928-935.
[2] MAKIMURA Y,OHZUKU T.Lithium Insertion Material of LiNi1/2Mn1/2O2 for Advanced Lithium-Ion Batteries[J].Journal of Power Sources,2003,119-121(none):156-160.
[3] IDEMOTO Y,NARAI H，KOURA N.Crystal Structure and Cathode Performance Dependence on Oxygen Content of LiMn1.5Ni0.5O4 as a Cathode Material for Secondary Lithium Batteries[J].Journal of Power Sources,2003,119(6):125-129.
[4] 孙镇，向延鸿，李剑，等.Li1.2Ni0.2Mn0.6O2溶胶-凝胶制备与电化学性能研究[J].现代化工，2017，37（5）：85-88.
[5] YAMADA A,TANAKA M.Jahn-Teller Structural Phase Transition Around 280 K in LiMn2O4[J].Mater Res Bull,1995,30(6):715-721.
[6] 赵灵智,汝强.锂离子电池的研究现状[J].广州化工,2009,37(4)：3-14.
[7] 付文莉.锂离子电池电极材料的研究进展[J].电源技术，2009,33(9)：822-824.
[8] 胡伟,钟盛文,黄冰.富锂锰基正极材料的改性及电化学性能研究[J].有色金属科学与工程,2014,5(4):32-36.
[9] TANG Z H,WANG Z X,LI X H,et al.Preparation and Eletrochemical Properties of Co-Dope and None-Doped Li[Lix Mn0.65(1-x)]Ni0.35(1-x)O2 Cathode Materials for Lithium Battery Battreies[J].J Power Sources,2012,204:187-192.
[10] 张宏皓,张卿,任冰.葡萄糖对共沉淀法制备Li2FeSiO4正极材料的影响[J].火工品,2016,7(6):53-58.
[11] KANG S H,KEMPGENS P,GREENBAUM S,et al.Interpreting the Structural and Electrochemical Complexity of 0.5Li2MnO3·0.5LiMO2 Electrodes for Lithium Batteries (M=Mn0.5-xNi0.5-xCo2x,0≤x≤0.5)[J].Journal of Materials Chemistry,2007,17(20):2 069-2 077.
[12] 朱伟雄,李新海,王志兴.锂离子电池富锂材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的制备及掺杂改性[J].中国有色金属学报,2013,23(4):1 047-1 052.
[13] WU F,WANG Z,SU Y F,et al.Li[Li0.2 Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2-MoO3 Composite Cathodes with Low Irreversible Capacity Loss for Lithium Ion Batteries[J].Journal of Power Sources,2014,247:20-25.
[14] 郑卓.碳包覆改性制备高倍率性能的锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2[J].无机化学学报,2017,33(1):106-114．
[15] 陈来,陈实,胡道中.不同组分下富锂正极材xLi2MnO3·(1-x)Li Ni0.5Mn0.5O2(x=0.1-0.8)的晶体结构与电化学性能[J].物理化学学报,2014,30(3):467-475．
[16] 胡伟,钟盛文,黄冰.富锂锰基正极材料的改性及电化学性能研究[J].有色金属科学与工程,2014,5(4):32-36.
[17] 钟卓洪，叶乃清，马真，等.0.5Li2MnO3-LiNi0.5O2的电化学行为及结构稳定性研究[J].电源技术2013,137(8):1 310-1 313.
[18] 张志强，征圣全，王起亮，等.Cr掺杂对富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2结构和电化学性能的影响[J].化工学报2017,68（1）：398-407.
[19] 唐淼，师春生.AlF3包覆对Li1.17Mn0.53Ni0.2Co0.1O2正极材料电化学性能的影响[J].南开大学学报，2015,48（3）：59-64.
[20] 刘金练,麦发任，吴显明，等.Bi和F复合掺杂对Li Mn2O4结构及电化学性能的影响[J].材料科学与工程学报,2012,139(30):757-760．

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[1]	杨平, 刘思佳, 万超意, 刘家乐, 曹静, 蒋剑波. MnO₂/CNTs复合物的合成及其AZIBs正极材料性能[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2023, 44(1): 34-43.
[2]	方海莲，刘妹玲，李诗瑶，肖竹平. 多穗柯提取物的α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2020, 41(2): 54-57.
[3]	陈美艳，杨庆，吴贤文，邹莉，姚正西，李方宁. CoMoO₄水热法制备及其在锂/钠离子电池中的应用[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2019, 40(1): 72-77.
[4]	尚金艳，吴贤文，唐悦. Co₃O₄的水热法制备及其电化学性能[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2018, 39(2): 75-80.
[5]	梁凯, 莫如宝, 刘建本, 何则强. 正极材料Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_1-xCr_xO₂的合成与表征[J]. journal6, 2011, 32(1): 88-92.