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摘要：钴酸锂具有高达274 mA·h/g的超高理论容量，是最早商业化的锂离子电池正极材料。然而，钴酸锂层状结构高电压下的不稳定性使得其实际充电电压很难超过4.45 V（vs. Li），因此大大限制了其容量发挥。针对钴酸锂正极材料上述问题，采用小半径铝离子以及大半径锌离子共掺杂的方法，提升其高电压下的结构稳定性。通过高分辨透射电子显微镜及X射线衍射证明Al-Zn共掺杂可增大钴酸锂晶面间距，扫描电镜-元素分布证明了Al-Zn均匀的掺杂，而电化学阻抗谱证明了共掺杂对界面副反应的抑制作用。通过上述对晶体结构与对界面副反应抑制的调控，可有效增强高压钴酸锂的电化学稳定性。最后，通过软包金属锂电池的组装，发现经Al-Zn共掺杂，钴酸锂正极材料在4.6 V充电截止电压、0.2倍率下，充放电比容量可达218.8 mA·h/g，循环600次后容量保持率可达83.3%；其综合电化学性能远高于仅经铝掺杂及未掺杂的钴酸锂正极材料。
文章目录
1. 实验部分
1.1 钴酸锂正极材料的烧结制备
1.2 材料测试表征
2. 结果分析与讨论
2.1 钴酸锂晶体结构与形貌分析
2.2掺杂对钴酸锂/金属锂半电池阻抗的影响
2.3钴酸锂/金属锂软包半电池电化学性能
3 结论
