鋰離子電池正極材料LiNi-,1-3-Co-,1-3-Mn-,1-3-O-,2-的合成與改性研究.pdf

1、鋰離子電池發(fā)展至今，已得到了廣泛的應(yīng)用，但始終不能滿足當(dāng)今科技的發(fā)展需要，這主要是由于作為主流的正極材料鈷酸鋰的本身上的缺陷，因此尋找新的更符合當(dāng)今科技發(fā)展的正極材料成為廣大科技工作者的主要任務(wù)。
　　 本論文采用溶膠凝膠法和碳酸鹽共沉淀法制備了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料，并對(duì)其進(jìn)行了碳包覆研究，探討了兩種方法的制備工藝條件以及碳包覆對(duì)材料結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響。
　　 采用溶膠凝膠法，加入適量

2、的無水乙醇用于穩(wěn)定溶膠體系，成功合成出形貌較好、性能優(yōu)良的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料。該方法明顯縮短了凝膠前驅(qū)體的形成時(shí)間，簡化了合成工藝，提高了材料合成的重現(xiàn)性。通過XRD、SEM、充放電測試、循環(huán)伏安測試以及交流阻抗測試考察了燒結(jié)氛圍、燒結(jié)溫度以及燒結(jié)時(shí)間對(duì)材料性能的影響，結(jié)果表明在流動(dòng)空氣氛圍下，900℃燒結(jié)20h制備得到的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料晶型最為完整、顆粒粒徑均一、粒徑在0.3～0.

3、5μm之間。電化學(xué)測試結(jié)果表明，該樣品具有較好的鋰脫嵌可逆性和循環(huán)性能，在2.8～4.4V電壓范圍內(nèi)以0.1 C倍率進(jìn)行充放電，首次放電容量達(dá)到148.98mAh/g，30次循環(huán)后容量保持86.98％，且高倍率性能較好。
　　 在碳酸鹽共沉淀合成前驅(qū)體過程中，我們引進(jìn)了超聲波技術(shù)，然后通過與鋰鹽混合高溫煅燒制備了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料。考察了前軀體制備條件以及燒結(jié)條件對(duì)材料的物理性能和電化學(xué)性能的影響。結(jié)

4、果表明前驅(qū)體共沉淀過程中，采用攪拌并配合超聲技術(shù)可以獲得形貌和電化學(xué)性能較好的材料。在反應(yīng)溫度為50℃、pH=8.5下，900℃燒結(jié)16h制備的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料具有最好的晶型結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能。在2.5～4.4V電壓范圍內(nèi)以0.1C倍率進(jìn)行充放電，首次放電容量可達(dá)174.3mAh/g，20次循環(huán)后，容量保持率為88.9％，但高倍率下性能表現(xiàn)一般。
　　 對(duì)LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料進(jìn)行了碳