Welche Rolle spielt die Titandotierung bei der Verbesserung der elektrochemischen Eigenschaften von Lithiummangansäurebatterien?

LiMn2-xTIxO4 (X ≤ O.1), hergestellt durch Festphasenverfahren mit Nanometer-Titandioxid (VK-TA18) als Dotierungskörper, Mn2O3 und Li2CO3 als Rohstoffe mit einer einphasigen Spinellstruktur, mit zunehmender Menge von Nanometer Titandioxid (VK-TA18) erhöht sich das Zellvolumen. Die geeignete Menge an Nanometer-Titandioxid (VK-TA18) -Dotierung erhöht die erste entladungsspezifische Kapazität des Materials, die Menge an Nanometer-Titandioxid (VK-TA18) -Dotierung ist zu groß und die erste entladungsspezifische Kapazität des Materials wird verringert . Der Einschluss von Nanometer-Titandioxid (VK-TA18) verfeinerte Spinellpartikel, erhöhte die Partikeldispersion und verbesserte die Diffusionsfähigkeit von Li + -Ionen in der festen Phase. Die cyclischen Eigenschaften des beschichteten Titandioxidmaterials (VK-TA18) wurden verbessert und die Reversibilität der Elektrodenreaktion wurde verbessert. 21 und 55 ° C, 1C-Verhältnis, die Kapazität des ersten Entladungsverhältnisses von LiMn1,995 TI 0,005O4 betrug 100,74 bzw. 102,05 mAh / g, und die Kapazitätsretentionsrate des Zyklus 50 betrug 94,12 bzw. 88,82. Eine geeignete Menge an Nanometer-Titandioxid (VK-TA18) -Dotierung kann die Kapazitätsabschwächung von Spinell-LiMn2O4 wirksam verbessern.

Die erste entladungsspezifische Kapazität der positiven Materialien LiMn2O4 und LiMn2-xTIxO4 bei 21 und 55 ° C mit einem Spannungsbereich von 3,O bis 4,2 V, 1C-mal, war die größte (21 ° C: 102,78 mAh / g, 55) ° C: 105,76 mAh / g), was die anfängliche Entladungsverhältniskapazität des undotierten LiMn2O4 überschreitet (21 ° C: 100,08 mAh / g, 55 ° C: 101,82 mAh / g). Das Zellvolumen des mit Titan dotierten Materials X = 0,005 wird angemessen erhöht, und der Diffusionskanal des Li-Ions wird erhöht, was der Entbettung des Li-Ions förderlicher ist. Die Erhöhung der Kapazität des ersten Entladungsverhältnisses ist der Grund, warum die elektrochemische Polarisation kleiner wird und die Diffusionskapazität von Li-Ionen während des Lade- und Entladevorgangs zunimmt. Mit der Zunahme von titandotiertem X wird die erste entladungsspezifische Kapazität des Materials bei 21 und 55 ° C verringert. Dies kann auf die Zunahme der Titandotierung zurückzuführen sein, die den Gehalt des Wirkstoffs verringert, was zu einer Abnahme der spezifischen Kapazität der ersten Entladung führt. Zusammenfassend hat das mit Titan dotierte Material X = 0,005 sowohl eine hohe spezifische Kapazität für die anfängliche Entladung als auch eine gute Leistung bei Raumtemperatur und Hochtemperaturzyklus. Die erste entladungsspezifische Kapazität bei konstanter und hoher Temperatur beträgt: 100,74 bzw. 102,05 mAh / g. Die Kapazitätsretentionsraten des Zyklus 50 betragen 94,12 bzw. 88,829,5, was mit dem geeigneten Zellvolumen und der stabilen Spinellstruktur zusammenhängen kann. Nach Zugabe von Titandioxid (VK-TA18) nimmt das Zellvolumen des Materials zu, was die Diffusionskapazität von Li-Ionen verbessert. Während des Lade- und Entladevorgangs hat das Entfernen und Einbetten von Li-Ionen weniger Einfluss auf den Diffusionskanal. Daher ist die richtige Menge an TI-Beimischung für die Recyclingleistung des Materials vorteilhaft. Die Menge an dotiertem Nanometer-Titandioxid (VK-TA18) ist jedoch zu groß, das Zellvolumen des Materials ist zu groß und die Bindungsenergie im Kristallkörper wird verringert, was zu einer übermäßigen Gitterverzerrung führt, die die Ordnung von zerstört Ionen im Gitter und ist schädlich für die Bildung von Diffusionskanälen. Dies führt zu einer Verringerung der Kapazität und einer Verschlechterung der Zirkulationsleistung.

Daher ist die mit Nanometer Titandioxid (VK-TA18) dotierte Menge X = 0,005 die beste.

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