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       通過水熱法成功合成了分布均勻的小尺寸氧化石墨烯處理的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(GO-treated NCM)層狀陰極，該陰極具有截短的八面體形狀，表面具有均勻的氧空位層。通過拉曼光譜深入研究了在溫度的逐漸升高的煅燒過程中陰極成型和氧化石墨烯(GO)的改性機理。此外，外表面氧空位和陰極電解質界面(CEI)層的協同效應加速了循環過程中的鋰擴散系數。尤其是GO-treated NCM以15 C在150次循環后表現出高達78.8%的最佳容量保持率，而NCM僅為38.4%。即使在全電池狀態下，GO-treated NCM也具有更好的倍率性能，在以1 C循環200次后，表現出高達310.5 Wh kg的優異能量密度(1c=160 mAh g⁻¹). 最后，結合高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)和X射線衍射(XRD)峰位置的變化，詳細闡述了循環陰極的相變理論。
 

圖1. (a) NCM，G5-NCM，G10-NCM，G15-NCM和G20-NCM樣品的XRD圖譜，以及放大的(b) (003)峰，(c) (006)和(102)峰，(d) (108)和(110)峰。
 
 
圖2. (a) NCM，G5-NCM，G10-NCM，G15-NCM和G20-NCM樣品的SEM圖，從(a)到(e)、(f)到(j)、(k)到(o)分別為20 μm、5μm以及5 nm的原子標度。
 

圖 3. (a) 各種樣品的粒度分布圖。(b) NCM和(c) G10-NCM在0℃至800℃的拉曼光譜。
 
 
圖4. NCM和G10-NCM的TEM圖，(a)和(g)；HRTEM圖案，(b，c，e)和(h，i，k)以及SAED圖像，(d，f)和(j，l)。NCM和G10-NCM的EDS元素映射，(m，n)和(p，q)以及對應的元素含量，(o)和(r)。NCM和G10-NCM的O 1 s的XPS光譜(s)和EPR曲線(t)。
 
       相關研究成果于2021年由上海理工大學Yan Liu課題組，發表在Journal of Alloys and Compounds (doi：10.1016/j.jallcom.2021.160626)上。原文：Surface modification with oxygen vacancy in LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂ for lithium-ion batteries。

轉自《石墨烯雜志》公眾號