Co掺杂Ni(OH)2的超级电容器性能及其第一性原理计算研究
常进
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240108
用简单的共沉淀法制备了Co掺杂的Ni (OH)2,通过Co/Ni的协同作用改善了材料的电化学性能。Co原子掺杂改善了材料形貌,暴露了更多的缺陷位,提高了材料的电化学活性。同时第一性原理计算表明,Co掺杂也改变了Ni的电子云分布,提高了材料的电荷传输和离子扩散性能。得益于适宜的Co掺杂量,Ni0.84Co0.16(OH)2在1 A·g-1的电流密度下质量比容量高达1 589.6 F·g-1,同时组装后的非对称超级电容器在功率密度为21.33 kW·kg-1时仍具有8.30 Wh·kg-1的能量密度,显示出了良好的储能性能和循环性能。
关键词: 超级电容器, 氢氧化镍, 钴掺杂
Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料的Ga2O3包覆改性及电化学性能
刘新朋, 赵刘洋, 李泓漪, 陈雅图, 吴爱民, 李爱魁, 黄昊
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230488
首先采用共沉淀方法制备富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2原始样品(P-LRMO),然后通过简单的湿化学法以及低温煅烧方法对其进行不同含量Ga2O3原位包覆。透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)结果表明在P-LRMO表面成功合成了Ga2O3包覆层。电化学测试结果表明:含有3%Ga2O3的改性材料G3-LRMO具有最优的电化学性能,其在0.1C倍率(电流密度为25 mA·g-1)下首圈充放电比容量可以达到270.1 mAh·g-1,在5C倍率下容量仍能保持127.4 mAh·g-1,优于未改性材料的90.7 mAh·g-1,表现出优异的倍率性能。G3-LRMO在1C倍率下循环200圈后仍有190.7 mAh·g-1的容量,容量保持率由未改性前的72.9%提升至85.6%,证明Ga2O3包覆改性能有效提升富锂锰基材料的循环稳定性。并且,G3-LRMO在1C倍率下循环100圈后,电荷转移阻抗(Rct)为107.7 Ω,远低于未改性材料的251.5 Ω,表明Ga2O3包覆层能提高材料的电子传输速率。
关键词: 锂离子电池, 富锂锰基正极材料, Ga2O3包覆, 电化学性能
Y(PO3)3双包覆改性对Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2电化学性能的影响
李泓漪, 吴爱民, 赵刘洋, 刘新朋, 陈凤琴, 李爱魁, 黄昊
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230480
在镍钴铝酸锂正极材料Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2(NCA)制备过程中表面遗留的碱性物质会严重影响其循环稳定性能,针对这一难题,提出使用Y(PO3)3对其进行表面包覆改性,利用Y(PO3)3与表面残留的LiOH反应消除表面残碱,并探讨包覆改性对NCA整体性能的影响机制。测试分析结果表明,在低温煅烧过程中前驱体表面会形成均匀致密的Y(PO3)3和LiPO3包覆层,LiPO3有较高的离子电导率,双包覆层能够防止活性物质在电化学循环过程中与电解液相互接触时发生有害副反应,提高电极材料的循环稳定性。其中Y(PO3)3包覆量(质量分数)为1%的样品在0.1C下的首次库仑效率从未改性样品的78.65%提高到88.50%,在1C下循环150圈后容量保持率从59.38%提高到85.33%,相比于未改性样品具有更高的首次库仑效率和更优异的循环性能。
关键词: 电化学, 高镍正极材料, 磷酸盐, 表面涂层, 循环稳定

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