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锂电非碳负极材料氮化物体系属的相关介绍

2022.9.07

  氮化物体系属反萤石(CaF2)或Li3N结构的化合物,具有良好的离子导电性,电极电位接近金属锂,可用作锂离子电极的负极。

  反萤石结构的Li-M-N(M为过渡金属)化合物如Li7MnN4和Li3FeN2可用陶瓷法合成。即将过渡金属氧化物和锂氮化物(MxNx+Li3N)在1%H2+99%N2气氛中直接反应,也可以通过Li3N与金属粉末反应。Li7MnN4和Li3FeN2都有良好的可逆性和高的比容量(分别为210和150mAh.g-1)。Li7MnN4在充放电过程中,过渡金属价态发生变化来保持电中性,该材料比容量比较低,约200mAh/g,但循环性能良好,充放电电压平坦,没有不可逆容量,特别是这种材料作为锂离子电池负极时,可以采用不能提供锂源的正极材料与其匹配用于电池。

  Li3-xCoxN属于Li3N结构锂过渡金属氮化物(其通式为Li3-xMxN,M为Co、Ni、Cu),该材料比容量高,可达到900mAh/g,没有不可逆容量,充放电电压平均为0.6V左右,同时也能够与不能提供锂源的正极材料匹配组成电池,目前这种材料嵌锂、脱锂的机理及其充放电性能还有待进一步研究。

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