三元層狀正極材料LiNi1-x-yCoxMyO2的制備與改性.pdf

1、單一的層狀LiCoO2和LiNiO2正極材料都存在許多的不足，而三元層狀材料能很好的綜合二者的優(yōu)勢，是目前最有希望取代鈷酸鋰的鋰正極材料。本文采用液相共沉淀法分別制備得到兩種球形的前驅(qū)體 Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2和Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2，再結(jié)合高溫固相合成法分別制備得到層狀的三元層狀材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2和LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，優(yōu)化其高溫?zé)Y(jié)階段的工藝條件，

2、并對材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2進行表面包覆AlPO4探究來改善其高溫循環(huán)性能。采用TG-DTA、XRD、SEM、CV、EIS、Land等表征測試手段對材料的結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能進行系統(tǒng)研究。
　　(1)實驗結(jié)果表明：前驅(qū)體Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2呈現(xiàn)球形形貌，有絲狀的一次顆粒堆積而成，其結(jié)構(gòu)完整，顆粒分布均勻，分散性良好。結(jié)合TG-DTA分析前驅(qū)體與氫氧化鋰混合物確立二段控溫?zé)Y(jié)，考察得到的最

3、優(yōu)實驗條件為：500℃預(yù)燒5h,720℃燒結(jié)20h，氧氣氣氛和氧流速300mL/min，鋰摩爾比過量8％，其最高放電比容量達(dá)到199.5mAh/g，80次循環(huán)容量保持率為90.3%，CV測試驗證了材料的很好可逆性能，其在0.2C~2C倍率條件下性能較為優(yōu)異，但在5C材料容量迅速衰竭只有大約70mAh/g。
　　(2)前驅(qū)體Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2具有球形形貌，其過渡金屬含量經(jīng)EDS測試定性分析其比值接近理論值。結(jié)合

4、高溫固相法制備得到的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，其最優(yōu)燒結(jié)工藝條件的樣品在0.5C，2.7~4.3V測試條件下，常溫首次放電比容量為159.3mAh/g，循環(huán)50周后比容量為139.1mAh/g，55℃下首次放電容量為172.1mAh/g，但是經(jīng)過50次循環(huán)容量容量保持率僅為38%；為了提高其在高溫測試時的電化學(xué)性能，進行了表面包覆AlPO4的探究實驗，結(jié)果表明適量的AlPO4包覆有利于高溫循環(huán)穩(wěn)定性能的提高，其中質(zhì)量比為2