Какова роль легирования титана в улучшении электрохимических свойств литиево-марганцево-кислотных аккумуляторов?

LiMn2-xTIxO4 (X ≤ O .1), полученный твердофазным методом с нанометровым диоксидом титана (VK-TA18) в качестве легирующего вещества, Mn2O3 и Li2CO3 в качестве сырья, с однофазной структурой шпинели, с увеличением количества нанометрового диоксида титана (ВК-ТА18) объем ячейки увеличивается. Соответствующее количество нанометрового легирования диоксида титана (VK-TA18) увеличивает удельную емкость материала первого разряда, количество легирования нанометрового диоксида титана (VK-TA18) слишком велико, а удельная емкость материала первого разряда снижается. . Включение наноразмерного диоксида титана (VK-TA18) очищенных частиц шпинели, увеличило дисперсию частиц и улучшило диффузионную способность ионов Li + в твердой фазе. Циклические свойства материала диоксида титана с покрытием (VK-TA18) были улучшены, а обратимость электродной реакции увеличилась. 21 и 55 ° C, соотношение 1C, первая степень разрядки LiMn1,995 TI 0,005O4 составляла 100,74 и 102,05 мАч / г, соответственно, а коэффициент сохранения емкости за 50 циклов составлял 94,12 и 88,82 соответственно. Соответствующее количество нанометрового легирования диоксида титана (VK-TA18) может эффективно улучшить ослабление емкости шпинели LiMn2O4.

Удельная емкость первого разряда положительных материалов LiMn2O4 и LiMn2-xTIxO4 при 21 и 55 ° C в диапазоне напряжений от 3,0 до 4,2 В, раз в 1 ° C, была наибольшей (21 ° C: 102,78 мАч / г, 55 ° C). ° C: 105,76 мАч / г), что превышает начальную емкость коэффициента разрядки нелегированного LiMn2O4 (21 ° C: 100,08 мАч / г, 55 ° C: 101,82 мАч / г). Объем ячейки легированного титаном материала X = 0,005 соответственно увеличивается, а диффузионный канал Li-Ion увеличивается, что в большей степени способствует уменьшению вложения Li-Ion. Увеличение емкости первой степени разряда является причиной уменьшения электрохимической поляризации и увеличения диффузионной способности ионов Li в процессе зарядки и разрядки. С увеличением X, легированного титаном, удельная емкость материала при первом разряде уменьшается при 21 и 55 ° C. Это может быть связано с увеличением легирования титаном, которое снижает содержание активного вещества, что приводит к снижению удельной емкости первого разряда. Таким образом, легированный титаном материал X = 0,005 имеет как высокую начальную удельную емкость разряда, так и хорошие характеристики цикла при комнатной температуре и при высоких температурах. Удельная емкость первого разряда при постоянной и высокой температуре составляет: 100,74 и 102,05 мАч / г соответственно. Коэффициенты сохранения емкости при 50 циклах составляют 94,12 и 88,829,5 соответственно, что может быть связано с соответствующим объемом ячейки и стабильной структурой шпинели. После добавления диоксида титана (VK-TA18) объем ячейки материала увеличивается, что улучшает диффузионную способность ионов Li. В процессе зарядки и разрядки удаление и внедрение ионов Li в меньшей степени влияет на канал диффузии. Следовательно, правильное количество добавки TI благоприятно сказывается на характеристиках рециркуляции материала. Однако количество легированного нанометрового диоксида титана (VK-TA18) слишком велико, объем ячейки материала слишком велик, а энергия связи в теле кристалла снижается, что приводит к чрезмерному искажению решетки, что нарушает упорядоченность ионы в решетке и вредны для образования диффузионных каналов. Это приводит к снижению производительности и ухудшению циркуляции.

Следовательно, нанометровое количество примеси диоксида титана (VK-TA18) X = 0,005 является наилучшим.

Страница содержит содержимое машинного перевода.