ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)

Для цитирования:

Журавлёв В. Д., Бушкова О. В., Пачуев А. В., Нефёдова К. В. Электрохимическое поведение катодного материала Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2, полученного в реакциях горения // Электрохимическая энергетика. 2015. Т. 15, вып. 4. С. 167-?. DOI: 10.18500/1608-4039-2015-15-4-167-174, EDN: WHOOCZ

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 129)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Литиевые электрохимические системы
Тип статьи: 
Научная статья
DOI: 
10.18500/1608-4039-2015-15-4-167-174
EDN: 
WHOOCZ

Электрохимическое поведение катодного материала Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2, полученного в реакциях горения

Авторы: 
Журавлёв Виктор Дмитриевич, Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук
Бушкова Ольга Викторовна, Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук
Пачуев Андрей Викторович, ОАО «Сатурн»
Нефёдова Ксения Валерьевна, Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук
Аннотация: 

DOI: 10.18500/1608-4039-2015-15-4-167-174

В работе представлены результаты исследования электрохимических характеристик катодного материала Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2, полученного в реакциях горения. Первоначально получали порошок оксида [CoMnNi]Ox сжиганием раствора нитратов кобальта, никеля и марганца с глицином или с глицином и лимонной кислотой. Синтез Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 вели отжигом порошка смешанного оксида, пропитанного нитратом лития, при 920–970°C. Образцы катодного материала продемонстрировали удельную ёмкость 141–149 мА•ч/г для C/10 и 131–137 мА•ч/г для C/2. Потери энергии при испытаниях аккумуляторов ЛИГП-50 с катодом из Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2 не превышали 30% после 2000 циклов с глубиной разряда 70%.

Ключевые слова: 
катодный материал Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2
синтез в реакциях горения
циклирование
электрохимические характеристики.
Список источников: 

1. Whittingham M. S. Electrical energy storage and intercalation chemistry // Science. 1976. Vol. 192. P. 1126–1127.
2. Myung S.-T., Amine K., Sun Y.-K. Nanostructured cathode materials for rechargeable lithium batteries // J. Power Sources. 2015. Vol. 283. P. 219–236.
3. Hu M., Pahg X., Zhou Z. Recent progress in high-voltage lithium ion batteries // J. Power Sources. 2013. Vol. 237. P. 229–242.
4. `Nitta N., Wu F., Lee J.T., Yushin G. Li-ion battery material: present and future // Mater. Today. 2015. Vol. 18, № 5. P. 252–264.
5. Chen J. Recent progress in advanced materials for lithium ion batteries // Materials. 2013. Vol. 6. P. 156–183.
6. Amine K., Kanno R., Tzeng Y. Rechargeable lithium batteries and beyond: Progress, challenges, and future directions // MRS Bul. 2014. Vol. 39. P. 395–401.
7. Daniel C., Mohanty D., Li J., Wood D.L. Cathode Materials Review // AIP Conf. Proc. 2014. Vol. 1597. P. 26–43.
8. Cheralathan K. K., Kang N. Y., Park H. S., You Jin Leea Y. J., Won Choon Choia W. C., Young Soo Kob Y. S., Parka Y-Ki. Preparation of spherical LiNi0.8 \mathring{ Co0.15Mn0.05O2 lithium-ion cathode material by continuous co-precipitation // J. Power Sources. 2010. Vol. 195. P. 1486–1494.
9. Johnson C., Li N., Lefief C., Thackeray M. M. Anomalous capacity and cycling stability of xLi2MnO3•  (1-x)LiMO2 electrodes (M = Mn, Ni, Co) in lithium batteries at 50°C // Electrochem. Commun. 2007. Vol. 9. P. 787–795.
10. Belharouak I., Lu W., Vissers D., Amine K. Safety characteristics of Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2 and Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 // Electrochem. Commun. 2006. Vol. 8. P. 329–335.
11. Chang Z., Chen Z., Wu F., Tang H., Zhu Z., Yuan X.Y., Wang H. Synthesis and characterization of high-density non-spherical Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 cathode material for lithium ion batteries by two-step drying method // Electrochim Acta. 2008. Vol. 53. P. 5927–5933.
12. Cho T-H., Shiosaki Y., Noguchi H. Preparation and characterization of layered LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2 as a cathode material by an oxalate co-precipitation method // J. Power Sources. 2006. Vol. 15. P. 1322–1327.
13. Dai K-H., Xie Y-T., Wang Y-J., Song Z-S., Qilu. Effect of fluorine in the preparation of Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 via hydroxide co-precipitation // Electrochim Acta. 2008. Vol. 53. P. 3257–3261.
14. Deng C., Zhang S., Ma L., Sun Y. H., Yang S. Y., Fu B. L., Liu F. L., Wu Q. Effects of precipitator on the morphological, structural and electrochemical characteristics of Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 prepared via carbonate co precipitation // J. Alloys Compd. 2011. Vol. 509. P. 1322–1327.
15. Chuan-yue H., Jun G., Yong D., Hong-hui X., Yue-hui H. Effects of synthesis conditions on layered Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 positive-electrode via hydroxide co-precipitation method for lithium-ion batteries // Trans. Noferrous Met. Soc. China. 2011. Vol. 21. P. 114–120.
16. Cho T-H., Shiosaki Y., Noguchi H. Preparation and characterization of layered LiMn1/3Ni1/3Co1/3O_2 as a cathode material by an oxalate co-precipitation method // J. Power Sources. 2006. Vol. 159. P. 1322–1327.
17. Guo J., Jiao L.F., Yuan H.T., Li H.X., Zhang M., Wang Y.M. Effect of synthesis condition on the structural and electrochemical properties of Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2 prepared by the metal acetates decomposition method // Electrochim. Acta. 2006. Vol. 51 P. 3731–3735.
18. Ju S.H., Kim D.Y., Kang Y.C. The characteristics of Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 particles prepared from precursor particles with spherical shape obtained by spray pyrolysis // Ceram Intern. 2007. Vol. 33. P. 1093–1098.
19. Kim J-M., Kumagai N., Kadoma Y, Yashiro H. Synthesis and electrochemical properties of lithium nonstoichiometric Li1+x(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2+\delta prepared by a spray drying method // J. Power Sources. 2007. Vol. 174 P. 473–479.
20. Lin B., Wen Z., Gu Z., Huang S. Morphology and electrochemical performance of Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 cathode material by a slurry spray drying method // J. Power Sources. 2008. Vol. 175. P. 564–569.
21. Rileya L. A., Van Attac S., Cavanagh A. S., Yan Y., Georgee S. M., Liuc P., Dillon A. C., Hee S-H. Electrochemical effects of ALD surface modification on combustion synthesized LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 as a layered-cathode material // J. Power Sources. 2011. Vol. 196 P. 3317–3324.
22. Guo J., Jiao L.F., Yuan H.T., Li H.X., Zhang M., Wang Y.M. Effect of synthesis condition on the structural and electrochemical properties of Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2 prepared by the metal acetates decomposition method // Electrochim. Acta. 2006. Vol. 51 P. 3731–3735.
23. Wen J-W., Zhang D-W., Teng Y-C., Chen C-H., Xiong Y. One-step synthesis and improved electrochemical performance of Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 by a modified radiated polymer gel method // Electrochim. Acta. 2010. Vol. 55. P. 2306–2310.
24. Mukasyan A.S., Epstein P., Dinka P. Solution combustion synthesis of nanomaterials // Proc. Combust Inst. 2007. Vol. 31 P. 1789–1795.
25. Нефёдова К. В., Журавлёв В. Д. Исследование условий синтеза тонкодисперсных оксидов никеля, кобальта и марганца // Перспективные материалы. 2011. № 12. С. 380–386.
26. Zhuravlev V. D., Bamburov V. G., Ermakova L. V., Lobachevskaya N. I. Synthesis of Functional Materials in Combustion Reactions // Physics of Atomic Nuclei. 2015. Vol. 77, № 12. P. 1–17.
27. Пат. 2451369 РФ, МПК H01M 4/52. Способ получения катодного материала для литий-ионных аккумуляторов / Журавлёв В. Д., Щеколдин С. И., Нефёдова К. В.; заяв. 22.12.2010; опубл. 20.05.2012.
28. Periasamy P., Kalaiselvi N., Kim H.S. High Voltage and High Capacity Characteristics of Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 Cathode for Lithium Battery Applications // Intern. J. Electrochem. Sci. 2007. Vol. 2 P. 689–699.

Поступила в редакцию: 
01.11.2015
Принята к публикации: 
01.11.2015
Опубликована: 
25.12.2015