氧化铝溶胶改性锂离子电池正负极材料的研究
田 朋1, 张浩然1, 徐金钢1, 牟晨曦1, 徐前进2, 宁桂玲1
（1.大连理工大学化工学院，辽宁 大连 116023；2.江西宝弘纳米科技有限公司，江西 宜春 331208）
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Doi：10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0575
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本文引用格式：田朋, 张浩然, 徐金钢, 等. 氧化铝溶胶改性锂离子电池正负极材料的研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(09): 44-53.
图文摘要
本文采用氧化铝溶胶浸渍-包覆法对NCM811正极材料和G/SiO负极材料进行改性。结果表明氧化铝溶胶的加入并不会影响正负极材料的结构和充放电机理。当氧化铝添加量分别为0.3%和0.7%（质量分数）时，可以分别使得正极材料NCM811和负极材料G/SiO获得最优的倍率性能和循环稳定性能。在1 C充放电下，将NCM811和0.3%氧化铝改性的NCM811分别与锂片组装成锂离子电池后循环100次，其容量分别为123.55 mA·h/g和151.02 mA·h/g。在0.1 C充放电下，将G/SiO负极和0.7%氧化铝改性的G/SiO负极分别与锂片组装成锂离子电池后循环45次，其容量分别为360.57 mA·h/g和385.06 mA·h/g。
创新性发展
本文采用高纯度、高固含量的铝溶胶对正负极材料进行改性，此方法与硝酸铝浸渍法相比热分解产生的氮氧化物量降低99%以上，相较于沉淀法无副产物，成本低于原子层沉积法，均匀性高于直接涂覆法，易于实现规模化生产。
全文导读
锂离子电池凭借其能量密度大、输出电压高、自放电低、无记忆效应等优点，广泛应用于储能设备中。其中三元层状结构材料是目前研究最多的正极材料，但也存在锂镍混排、热稳定性差、表层结构不稳定等问题，很大程度上限制了其实际应用。负极材料方面，石墨负极占据锂离子电池的消费市场，但是随着社会发展，其理论比容量低，倍率性能差的缺点也逐渐暴露。硅基负极材料具有高的理论比容量、低的脱嵌锂电位、丰富的储量等优势成为目前研究热点。但硅基负极材料导电性差而且在充放电过程中会发生严重体积膨胀限制了硅负极在商业中的进一步应用。金属氧化物化学性质稳定，包覆在电极材料表面可以起到屏障作用，延长电池使用寿命。本文采用氧化铝溶胶浸渍-包覆法设备简单，操作简便，原料成本低，环境友好，有望成为工业化改性锂离子电池正负极材料的新方法。
主要作者
作者简介（通讯作者）：田朋（1983— ），博士，副教授，主要研究方向是氧化铝精细化学品的开发与工业化基础；E-mail：tianpeng@dlut.edu.cn。《无机盐工业》青年编委。
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