鋰離子電池正極材料Li[Ni1-x-yCoxMny]O2的制備與表面改性研究.pdf

1、近幾年原油價(jià)格的劇烈波動(dòng)和全球環(huán)境問題的惡化加速了動(dòng)力汽車和混合動(dòng)力汽車用鋰離子電池的發(fā)展。且各種便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品及混合動(dòng)力汽車對(duì)高性能鋰離子電池需求的擴(kuò)大促使其朝著高能量密度、高容量、高安全性能、綠色環(huán)保、低成本的方向發(fā)展。作為鋰離子電池的重要組成部分，開發(fā)具有高比容量、高倍率的正極材料對(duì)當(dāng)今電子電動(dòng)設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Υ蠊β孰姵氐男枨笾陵P(guān)重要。其中，商業(yè)化三元材料 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2（333材料）、Li[Ni0.

2、5Co0.2Mn0.3]O2（523材料）雖具有價(jià)格便宜、高容量、高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，但其倍率性能和高電壓性能仍有待進(jìn)一步提高。
　　本文采用液相共沉淀法-高溫固相反應(yīng)制備了三元正極材料Li[Ni0.48Co0.24Mn0.28]O2，并對(duì)其進(jìn)行了表面包覆Li3VO4等改性研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，[Ni0.48Co0.24Mn0.28](OH)2前驅(qū)體制備的最優(yōu)條件為：NH3·H2O濃度為0.4 mol/L，PH值為11，此時(shí)樣品一次顆粒

3、最均勻、基本不出現(xiàn)團(tuán)聚、晶型最完整。以此前驅(qū)體制備Li[Ni0.48Co0.24Mn0.28]O2的研究結(jié)果表明：以Li2CO3為鋰源，高溫煅燒溫度為850℃，煅燒時(shí)間為10 h時(shí)，制備的Li[Ni0.48Co0.24Mn0.28]O2的電化學(xué)性能最佳。對(duì)其進(jìn)行的表面包覆 Li3VO4等改性研究表明，Li3VO4包覆后樣品的大電流循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能明顯提高，且當(dāng)包覆量為3 wt.％時(shí)，樣品在2.8-4.4 V、1 C循環(huán)100周后的放

4、電容量為144.1 mAh/g，且當(dāng)放電倍率為20 C時(shí)，放電容量為45.0 mAh/g。
　　Li3PO4、LiCoPO4、LiNiPO4、MnPO4、Li3VO4不同包覆材料對(duì)333材料電化學(xué)性能影響的研究結(jié)果表明，Li3PO4包覆可以顯著改善333材料的倍率性能，且最佳包覆量為2wt.%，此時(shí)樣品在2.8-4.4 V、10 C倍率的放電容量為129.4 mAh/g；僅Li3VO4可以顯著提高333材料高電壓下的倍率性能。