リチウムマンガン酸電池の電気化学的特性を改善する上でのチタンドーピングの役割は何ですか？

LiMn2-xTIxO4（X≤O.1）は、ナノメートルの二酸化チタン（VK-TA18）をドーピング体として、Mn2O3とLi2CO3を原料として、単相スピネル構造で固相法により調製されました。ナノメートル二酸化チタン（VK-TA18）、セルボリュームが増加します。ナノメートル二酸化チタン（VK-TA18）ドーピングの適切な量は、材料の最初の放電比容量を増加させ、ナノメートル二酸化チタン（VK-TA18）ドーピングの量は多すぎ、材料の最初の放電比容量は減少します。ナノメートルの二酸化チタン（VK-TA18）を含めることで、スピネル粒子が精製され、粒子の分散が増加し、固相でのLi +イオンの拡散能力が向上しました。コーティングされた二酸化チタン（VK-TA18）材料のサイクル特性が改善され、電極反応の可逆性が向上しました。 21および55°C、1C比、LiMn1.995 TI0.005O4の最初の放電比容量はそれぞれ100.74および102.05mAh / gであり、サイクル50サイクル容量保持率はそれぞれ94.12および88.82でした。適切な量のナノメートル二酸化チタン（VK-TA18）ドーピングは、スピネルLiMn2O4の容量減衰を効果的に改善できます。

21および55°Cでの正極材料LiMn2O4およびLiMn2-xTIxO4の最初の放電比容量は、3.0〜4.2 V、1C倍の電圧範囲で最大でした（21°C：102.78 mAh / g、55 °C：105.76 mAh / g）、ドープされていないLiMn2O4の初期放電比容量（21°C：100.08 mAh / g、55°C：101.82 mAh / g）を超えています。チタンドープ材料のセル体積X = 0.005が適切に増加し、リチウムイオンの拡散チャネルが増加します。これにより、リチウムイオンの埋め込みが促進されます。最初の放電比の容量の増加は、電気化学的分極が小さくなり、充電および放電のプロセス中にLiイオンの拡散容量が増加する理由です。チタンドープXの増加に伴い、材料の最初の放電比容量は21および55°Cで減少します。これは、チタンドーピングの増加が原因である可能性があり、これにより活性物質の含有量が減少し、その結果、最初の放電比容量が減少します。要約すると、チタンドープ材料X = 0.005は、高い初期放電比容量と、良好な室温および高温サイクル性能の両方を備えています。一定および高温の最初の放電比容量は、それぞれ100.74および102.05 mAh / gです。サイクル50サイクルの容量保持率はそれぞれ94.12と88,829,5であり、これは適切なセルボリュームと安定したスピネル構造に関連している可能性があります。二酸化チタン（VK-TA18）を添加すると、材料のセル体積が増加し、Liイオンの拡散能力が向上します。充電と放電のプロセス中、Liイオンの除去と埋め込みは拡散チャネルへの影響が少なくなります。したがって、適切な量のTI混合物は、材料のリサイクル性能に有益です。しかし、ドープされたナノメートル二酸化チタン（VK-TA18）の量が多すぎ、材料のセル体積が大きすぎ、結晶体の結合エネルギーが低下し、過度の格子歪みが発生し、秩序が破壊されます。格子内のイオンであり、拡散チャネルの形成に有害です。その結果、容量が減衰し、循環性能が低下します。

したがって、ナノメートルの二酸化チタン（VK-TA18）のドープ量X = 0.005が最適です。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。