研究目的
研究通过原子层沉积(ALD)技术在富锂层状氧化物正极材料(Li1.2Mn0.6Ni0.2O2,LLO)上制备的超薄TiO2和ZnO涂层结构、电化学性能及热稳定性。
研究成果
与原始样品相比,ALD法制备的TiO2和ZnO包覆富锂层状氧化物正极材料展现出更优的循环性能和热稳定性。其中TiO2包覆样品表现出更优异的初始充放电容量、更低的极化损耗和更高的倍率性能,这归因于其电荷转移电阻更低且TiO2包覆层具有均匀的形貌结构。该研究揭示了包覆层形貌对提升锂离子电池正极材料电化学性能的作用机制。
研究不足
该研究揭示了TiO?与ZnO涂层在生长机制上的差异:TiO?能形成更均匀的涂层,而ZnO则呈现岛状结构。研究局限性在于仅聚焦原子层沉积(ALD)涂层,且需进一步优化涂层参数以提升性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用原子层沉积(ALD)技术在LLO阴极上涂覆TiO2和ZnO,研究了这些涂层的电化学性能和热稳定性。
2:样品选择与数据来源:
通过溶胶-凝胶法合成了富锂层状氧化物阴极(Li1.2Mn0.6Ni0.2O2),并作为ALD涂层的基材。
3:2Mn6Ni2O2),并作为ALD涂层的基材。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:用于TiO2和ZnO涂覆的ALD设备、Philips X射线衍射仪(XRD)、JEOL JSM-7800F扫描电子显微镜(SEM)、JEOL JEM-2100F透射电子显微镜(TEM)、ULVAC-PHI PHI 5000 VersaProbe X射线光电子能谱仪(XPS)、TA仪器TGA2950 DSC、Solartron 1260阻抗分析仪(EIS)。
4:实验步骤与操作流程:
使用ALD对LLO阴极进行TiO2和ZnO涂覆,随后对涂层样品的结构、形貌和电化学性能进行表征。
5:数据分析方法:
XRD用于结构分析,SEM和TEM用于形貌分析,XPS用于表面成分分析,DSC用于热稳定性分析,EIS用于电化学阻抗分析。
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JEOL JSM-7800F
JSM-7800F
JEOL
Examination of the morphology of the samples
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JEOL JEM-2100F
JEM-2100F
JEOL
Microstructure analysis
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Philips diffractometer
Philips
Characterization of the structure of the samples
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ULVAC-PHI PHI 5000 VersaProbe
PHI 5000 VersaProbe
ULVAC-PHI
Surface composition analysis
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TA Instrument TGA2950
TGA2950
TA Instrument
Examination of thermal stabilities
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Solartron 1260 impedance analyzer
1260
Solartron
Obtaining electrochemical impedance spectroscopy (EIS) data
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