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纳米材料在钴酸锂的运用
纳米氧化镁(型号VK-Mg30D)中镁离子的掺杂对锂的可逆嵌入容量影响不大,而且也表现出良好的循环性能。主要原因是镁掺杂后形成的为固熔体,而不是多相结构。1997年Tukamoto报道了关于电导率提高的新发现,在LiCoO2中掺杂微量二价元素Mg可以在不改变晶体结构的前提下使材料的电导率从1×10-3 S/cm提高到0.5 S/cm,同时在充放电循环过程中材料呈单相结构。他们认为,掺杂的Mg占据了LiCoO2晶格中co的位置,从而按照的平衡机理产生了Co4离子,即空穴,因此半导体LiCoO2的电导率在Mg掺杂后能够大幅提高镁的掺杂既提高了电导率,又保持了晶格的结构完整。
纳米氧化铝(型号VK-L30D)中铝离子的掺杂可以提高电压;掺杂后可以稳定结构,提高容量,改善循环性能
纳米氧化钛(型号VK-T30D)中钛离子的掺杂,首先应用于在镍酸锂中,显著提高了容量。杨箫等研究了钛掺杂对不同形貌钴酸锂电化学性能的影响,结果表明,少量的氧化钛(约1%)掺杂在很大程度上提高了LiCoO2,的电化学性能,掺杂后仍保持层状钴酸锂特征结构,x衍射图表明个特征峰均未发生明显变化,无掺杂物的杂质峰,且特征值均有所增大,及掺杂处理后钴酸锂的晶型更为完整。
通过以上的讨论可知,不同的离子对钴酸锂性能的改善也不同,归纳如下:
1.掺杂Mg2+ 、Ca2+ 、Mn+ 、Cr3+ 、Al+ 等阳离子,稳定了钴酸锂的层状结构,提高导电性,从而改善其循环性能。
2.掺杂Cu2+ ,提高了振实密度,改善了钴酸锂的物理加工性能。
3.掺杂Ni4+ 、Ti4+ 阳离子,通过取代晶体中co,从而改善晶型结构,进而提高钴酸锂容量。 11/1/2010


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