《鋰電世界》LiNiO2,具有兩種結(jié)構(gòu)變體:立方LiNiO2(Fm3m)和六方LiNiO2(R3m)結(jié)構(gòu)。六方LiNiO2,化合物具有與03-LiCoO2,相同的層狀結(jié)構(gòu),只有六方結(jié)構(gòu)的LiNiO2(R3 m)化合物才有電化學(xué)活性。具有六方結(jié)構(gòu)的LiN102(R3m),其中的氧離子在三維空間作緊密堆積,占據(jù)晶格的6c位置,鎳離子和鋰離子填充于氧離子圍成的八面體空隙中,二者相互交替隔層排列,分別占據(jù)3b位和3a位,如果把鎳離子和鋰離子與其周圍的6個緊鄰氧離子看作是Ni06八面體和Li0。八面體,那么,也就可以把LiN102晶體看作由Ni0。八面體層和Li0。八面體層交替堆垛而成。C.Delmas等‘1踟將Ni06八面體層和Li06八面體層分別稱為主晶層( Slab)和間晶層(Interslab)。由于Ni3。外層是7個d電子,在0八面體場的作用下,d電子軌道發(fā)生分裂,使Ni0。八面體扭曲,形成2個長的Ni-0鍵(2.09A)和4個短的Ni-0鍵(1.9iA)。LiNi0,理論可逆比容量為275mA·h·g-1,與LiCoO2接近,但它的可逆比容量可以達(dá)到180mA.h.g—以上,Li+在LiNi0:中的擴散系數(shù)為10。11CIIl2's-1左右。它相對金屆鋰的脫嵌電位與鈷酸鋰接近,在3.8V左右。Ni資源遠(yuǎn)比Co豐富便宜,對環(huán)境污染也較小。但到目前為止,純的LiNi0:仍沒有實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,沒有實現(xiàn)商業(yè)化的原因是因為它本身還存在許多問題,如合成計量比LiNi0:化合物所需要的制備條件十分苛刻,材料性能的重現(xiàn)性差。研究表明主要原因在于Ni2+極易占據(jù)鋰的位置,阻止鋰離子擴散,使可逆比容量降低。另外,LiNi0:熱穩(wěn)定性差,較高溫度下容易發(fā)生分解反應(yīng),使鎳由+3價變成+2價,電極材料的可逆比容量也隨之急劇下降。充/放電時活性材料結(jié)構(gòu)變化帶來的比容量衰減(循環(huán)性能較差)問題也比較突出,其主要原因是由于Ni2+與Li+的混排效應(yīng)和大量脫鋰后的結(jié)構(gòu)塌陷所至。LiNiO2過充時帶來的安全性能問題也影響到LiNi0,的應(yīng)用。

    LiNiO2存在的各種問題都與LiNiO2本身的結(jié)構(gòu)有關(guān),與合成條件也有很大關(guān)系?;瘜W(xué)計量比的LiNiO2很難合成的原因主要是因為Ni2+氧化成為Ni3+存在較大勢壘,殘余的Ni2+會進(jìn)入3a位置占據(jù)Li+的位置,形成非化學(xué)計量化合物L(fēng)i1_xNi1+xO2高溫下,由于鋰鹽揮發(fā)導(dǎo)致缺鋰也會促進(jìn)非化學(xué)計量化合韌Li1_xNi1+xO2的形成。

 
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