NASICON型Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3固态电解质及在锂离子电池正极中探索研究

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本论文主要围绕NASICON型Li1.3A10.3Ti1.7(PO4)3(LATP)固态电解质展开,通过湿化学法合成了 LATP,并探索了其用于锂离子电池正极的研究,主要工作如下:(1)通过湿化学法制备了具有高致密度和离子电导率的LATP固态电解质陶瓷片,相比于未掺杂的LiTi2(PO4)3(LTP),A13+的掺杂将离子电导率从10-6 S/cm提高到1 0-4 S/cm。扩散激活能计算结果表明合成的LATP扩散激活能较小(0.23 eV)。(2)采用旋蒸法在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)表面均匀包覆LATP固态电解质,LATP包覆层可减弱NCM811和电解液间的副反应,且有利于Li+在包覆层的输运行为,因此有效提升了 NCM811的循环稳定性,在1C倍率下电化学充放电循环100次后容量保持率可达83.7%(未改性:77.3%)。(3)首次研究了 LATP固态电解质作为锂离子电池正极材料的储锂性能。此种正极材料的可逆比容量依赖于固态电解质离子电导率,LTP和LATP的可逆比容量(5C倍率下)分别为:84.0 mAh/g和116.5 mAh/g;由于具有较高的离子电导率,正极材料可获得优异的倍率性能,在5C、10C和20C倍率下电化学充放电循环1000次后,正极材料容量保持率分别为97.4%、95.1%和94.6%。
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