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【科研动态6】《J. Mater. Sci.》发表申博体育网址甘蔗渣和淀粉聚合物有机碳包覆改性锂离子电池三元正极材料!

【来源:申博体育网址 | 发布日期:2018-08-22 】

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申博体育网址科研动态第六期

最近,SCI工程技术第二分部TOP期刊《Journal of Materials Science》(影响因子2.993)以形式发表了我校申博体育网站能源与环境材料系研究论文(Research article)的研究进展陈军副教授

引言

论文题目:

《Improved electrochemical performance of bagasse and starch-modified LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2materials for lithium-ion batteries》

(《甘蔗渣和淀粉聚合物有机碳包覆改性LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2锂离子电池正极材料》)

DOI: 10.1007/s10853-017-1926-4

通讯作者及第一作者:

该论文的共同作者是申博体育网址材料科学与技术学院陈俊副教授和钟胜文教授。硕士研究生朱才建是论文的第一作者。

引言:

NCM三元材料具有良好的LiCoO2循环性能,并且具有较高的LiNiO2比容量和较高的安全性和低成本的LiMnO2。它被认为是锂电池最有前景的阴极材料。虽然NCM三元材料具有良好的电化学性能,但从实际使用的观点来看,仍然导电性差,并且在宽的放电电压范围内有可能发生有机电解质和电极材料之间的强烈副反应,从而导致诸如充电和放电期间电池阻抗增加以及循环寿命急剧下降的问题。因此,必须采取相应的改进措施以避免有机电解质与电极材料的接触。

本文以淀粉和蔗渣聚合物为有机碳源对锂电池三元阴极材料进行涂层和改性,并通过涂覆有机碳源研究了三元阴极材料的结构和形貌。通过电导率和充放电性能的影响,探索NCM三元阴极材料的新改进技术,提高其导电性和循环寿命,为锂离子电池三元阴极材料的改性和性能改进提供新思路。

成果简

最近,申博体育网址副教授陈军的研究小组对锂离子电池三元阴极材料NCM的导电性差,并且容易发生有机电解质和电极材料的强烈副反应。放电电压范围宽,产生电池。在充电和放电过程中,阻抗增加,循环寿命急剧下降。以淀粉和蔗渣聚合物为有机碳源改性LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2三元阴极材料表面涂层,有效改善电极。该材料的导电性能抑制了正极材料与电解质之间的副反应,提高了NCM三元正极材料晶体结构的稳定性,减少了反复充放电过程中材料结构的坍塌,改善三元正电极。材料的循环稳定性。均匀少量的有机碳涂层可有效提高NCM三元材料的电化学性能。合理的聚合物有机碳涂层技术是提高NCM三元阴极材料电化学性能的有效途径。该研究为锂离子电池三元阴极材料的改性和性能改进提供了新思路。

图文导读

△图1改性前后淀粉与甘蔗渣有机碳涂层的XRD比较

△图。 2涂覆两种聚合物有机碳源之前和之后的SEM形态的比较

△图3涂覆两种聚合物有机碳源前后透射电子显微镜光谱的比较

△图4涂有淀粉和甘蔗渣聚合物有机碳的NCM三元阴极材料的电化学性能比较

小结

本研究以淀粉和蔗渣聚合物为有机碳源,对LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2三元阴极材料进行表面涂层改性。该效果改善了电极材料的导电性,抑制了正极材料与电解质之间的副反应,提高了NCM三元正极材料的晶体结构稳定性,减少了反复充放电过程中材料结构的坍塌,并有效改善材料结构。三元阴极材料的循环稳定性能。该研究为锂离子电池三元阴极材料的改性和性能改进提供了新思路。这项工作是由国家自然科学基金和江西省自然科学基金会自助完成的。

《Journal of Materials Science》期刊

这项工作的成果发表在Journal of Materials Science,2018,53: 5242-5254,这是SCI工程技术的第二地区TOP期刊,2018年的影子为2.993。

论文链接:

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10853-017-1926-4

论文作者:

陈军于2009年7月毕业于中国科学院化学研究所,获得有机化学学位。他的研究兴趣包括新能源储存和有机聚合物激光限制材料的研究。现任国家自然科学基金委员会主任,指导国家创新创业培训项目;江西省自然科学基金项目和青年项目;以及江西省教育厅的一个总体项目。近年来,他在SCI期刊上发表论文20余篇,并由第一位发明人申请了5项发明专利。被邀请为SCI等期刊的评论员,如Electrochem。 Commun。J。Am。化学。 Soc。选择。母校。他是国际知名的边沁科学出版社的大使,并担任SCI期刊Current Organic Chemistry(IF: 2.193)客座编辑。

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来源/陈军

整理排版/朱生健

责任审计/齐小鹏

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