关键词:
磷酸铁锂
正极补锂添加剂
草酸锂
金属氧化物
摘要:
基于不同单金属氧化物对草酸锂(Li_(2)C_(2)O_(4),LCO)分解的促进效果,以CuO-Mn_(2)O_(3)混合物为前驱体,采用简便的固相烧结法合成了一系列Mn、Cu物质的量之比(x)不同的CuMn_(x)O_(1+1.5x)双金属氧化物催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N_(2)吸附-脱附等温线和扫描电子显微镜(SEM)等方法表征了材料的结构组成与微观形貌,并探究了其对LCO电化学活性的影响规律。结果表明,在0.05C和2.5~4.5 V下,以CuMn_(1.1)O_(2.7)为催化剂时LCO的充电比容量可达404.7 mAh·g^(-1),同时脱锂电位降低至4.44 V,首次库仑效率仅为1.3%,可作为正极补锂添加剂应用于磷酸铁锂(LFP)体系;此外,采用密度泛函理论(DFT)计算揭示了LCO分解的速率控制步骤和催化剂的作用机制。将一定量的LCO/CuMn_(1.1)O_(2.7)补锂剂添加至LFP浆料中制作成扣式半电池,并对其进行电化学性能测试,结果表明,在最佳补锂剂含量下,相应LFP电极的首次充电比容量为205.9 mAh·g^(-1),LCO的实际利用率可达74.1%,而且补锂剂的添加能改善LFP的循环性能。