富锂材料或成下一代高比能正极材料：必威·BETWAY体育

本文摘要：锂离子电池负极材料近年来发展迅速，例如传统的晶体硅负极和氧化亚硅负极，比容量可以突破1000mAh/g以上，相比之下，负极材料发展比较更为较慢，目前更为成熟期的NCA和NCM三元材料容量多为180mAh/g左右，虽然现在一些低镍的NCM材料容量平均200mAh/g以上，但是循环性能往往不过于平稳，而且低镍材料对生产工艺的拒绝也相比之下低于传统的LiCoO2材料，因此三元材料更进一步提高容量的空间并不是相当大，但是有一类材料，它的容量可以精彩做了200mAh/g以上，甚至可以做300mAh/g，可以为锂离子电池带给极大的能量密度的提高，这种材料就是富锂材料。

锂离子电池负极材料近年来发展迅速，例如传统的晶体硅负极和氧化亚硅负极，比容量可以突破1000mAh/g以上，相比之下，负极材料发展比较更为较慢，目前更为成熟期的NCA和NCM三元材料容量多为180mAh/g左右，虽然现在一些低镍的NCM材料容量平均200mAh/g以上，但是循环性能往往不过于平稳，而且低镍材料对生产工艺的拒绝也相比之下低于传统的LiCoO2材料，因此三元材料更进一步提高容量的空间并不是相当大，但是有一类材料，它的容量可以精彩做了200mAh/g以上，甚至可以做300mAh/g，可以为锂离子电池带给极大的能量密度的提高，这种材料就是富锂材料。富锂材料容量低，并且还具备低成本的优势，可以说道是十分理想的锂离子电池负极材料，当然任何事情都不有可能是极致的，在首次用于的过程中为了充分发挥出有丰锂材料的高容量，要使用低电压活化，这一过程中除了构成我们必须的Li2MnO3物相外，也不会分解Li2O，还不会获释活性氧，这不仅不会毁坏富锂材料自身的结构，还不会造成电解液的水解分解成，导致较高的不可逆容量。此外富锂材料在循环过程中还不存在着层状结构向尖晶石结构改变的趋势，这也造成富锂材料的电压平台在循环过程中不会持续的上升，容量大大波动，使得富锂材料循环性能较好，反应机理如下图右图。

富锂材料活化制度是影响其循环性能的一个最重要因素，以色列科学家PrasantKumarNayak等研究表明，活化电压和循环电压对于富锂材料的循环性能都有十分明显的影响，例如他们找到Li1.17Ni0.25Mn0.58O2在经过4.8V活化，并在2.3-4.6V之间循环的电池，虽然容量高达242mAh/g，但是循环性能很差，并且循环100次后电压平台从3.62V衰微降至了3.55V，而经过4.6V活化，并在2.3V-4.3V之间循环的电池，虽然比容量较低仅有为160mAh/g，但是循环性能出色，并且循环100次未经常出现平台电压衰降，如下图右图，而没经过低电压活化的材料，容量较低仅有为100mAh/g左右，可见富锂材料的活化制度和循环制度对于富锂材料的循环具备极大的影响。

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