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石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池充放电过程中电极材料的XRD研究

李佳 杨传铮 张熙贵 张建 夏保佳

石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池充放电过程中电极材料的XRD研究

李佳, 杨传铮, 张熙贵, 张建, 夏保佳
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-06-12
  • 修回日期:  2008-09-03
  • 刊出日期:  2009-09-20

石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池充放电过程中电极材料的XRD研究

  • 1. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:20773157),中科院国防科技创新基金(批准号:CXJJ-09-M41)资助的课题.

摘要: 利用XRD系统地研究了石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 18650型锂离子电池充放电过程中正负极活性材料的晶体结构和微结构的变化.已观测到,由于Li原子的脱嵌,使得LiMO2点阵参数a缩小,c增大,微应变增大,衍射强度比I104/I101和I012/I101降低;此外,由于Li原子的嵌入,2H-石墨的点阵参数a和c,以及微应变ε和堆垛无序度P都增加.同时,讨论了活性材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2和石墨在电池充放电过程中的嵌脱锂的物理机理.在充电时,正极Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2中处于(000)位的Li原子优先脱离晶体点阵,继后才是位于(2/3 1/3 1/3)和(1/3 2/3 2/3)位的Li原子离开点阵.锂嵌入石墨,优先进入碳原子六方网格面间的间隙位置,当负极的堆垛无序度达到一定值后,3R相逐渐析出.当电池满充或过充时,在六方石墨中形成LiC12和LiC6相.放电时,与上述过程相反,但并非是完全可逆的.

English Abstract

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