Cr³⁺掺杂LiSn₂（PO₄）₃负极材料的电化学性能研究

冯晓晶¹，王恭凯^1,2,3，王晓然¹，何珺¹，王新¹，彭会芬^1,2,3

1. 河北工业大学材料科学与工程学院2. 河北工业大学能源装备材料技术研究院3. 河北工业大学天津市材料层状复合与界面控制技术重点实验室

摘 要：利用Cr³⁺离子对LiSn₂（PO₄）₃化合物中的Sn⁴⁺进行掺杂。对所制备的材料Li1+xCrxSn2-x（PO4）3进行X射线衍射（XRD）测试,结果表明,在x=0.1～0.3时可得到单一的α-LiSn₂（PO₄）₃相,掺杂浓度进一步增加则会导致少量SnO₂第二相的析出。尽管引入Cr不能抑制LiSn₂（PO₄）₃在首次放电过程中分解,但x=0.3的样品电化学性能得到显著改善。电池在100和800 mA/g电流密度下25次充放电循环后放电容量分别为403.1和241.9 mAh/g,并具有较好的循环性能和倍率性能。导致上述结果的主要原因是Li₃PO₄和Cr复合基体的空间效应,有效避免了Sn颗粒在充放电循环中的团聚,改善了电化学反应环境,从而提高了Sn颗粒的利用效率。

关键词：锡基材料;负极材料;LiSn2(PO4)3;Cr3+掺杂;电化学性能;