鋰電池正極材料LiNi1-3Co1-3Mn1-3O2的制備及改性研究.pdf

1、本論文在詳細(xì)總結(jié)了鋰離子電池及其正負(fù)極材料最新研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，選取三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2為研究對象，成功制備出了球狀的Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驅(qū)物和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2進(jìn)行包覆改性。
　　 采用碳酸鹽共沉淀法制備出了前驅(qū)物Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3，考察了前驅(qū)物制備過程中的氨水濃度、反應(yīng)時(shí)間、攪拌速度、鎳鈷錳混合金屬總

2、濃度以及反應(yīng)釜高壓條件、表面活性劑和氟化物、離子液體水不同質(zhì)量配比溶劑條件對材料結(jié)構(gòu)形貌和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明在氨水濃度1.5mol/L、鎳鈷錳混合金屬總濃度1mol/L、攪拌速度200轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)時(shí)間10h，制備的Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3振實(shí)密度較高；通過對照分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過反應(yīng)釜處理沉淀液得到的材料形貌較好，顆粒呈現(xiàn)出完整的球形結(jié)構(gòu)，粒徑大約在700nm；本文首創(chuàng)性的采用了離子液體作為輔助溶劑并很好的提高了材料性能，我

3、們嘗試了用不同離子液體與水質(zhì)量比組成混合溶劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明離子液體與水質(zhì)量比1:9 得到的前驅(qū)物形貌呈現(xiàn)出良好的球形結(jié)構(gòu)，粒徑較其他配比有明顯減小。
　　 將前驅(qū)物Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3與Li2CO3混合煅燒制備出了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，Li（/ Ni+Co+Mn）的摩爾比在1.08時(shí)由于補(bǔ)償了鋰在高溫下?lián)p失，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2陽離子混排率較低。通過熱重分析發(fā)現(xiàn)506.2℃時(shí)L

4、i2CO3與Ni1/3Mn1/3Co1/3CO3中有機(jī)物已分解完全，預(yù)燒處理后的材料性能得到提高。分析對照燒結(jié)過程中煅燒溫度、煅燒時(shí)間、燒結(jié)氣氛條件對材料物理性質(zhì)及電化學(xué)性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)在流動空氣氣氛下，900℃燒結(jié)20h，材料性能較為優(yōu)越。優(yōu)化條件下合成樣品循環(huán)伏安測試曲線氧化峰與還原峰面積基本相等，表明材料極化低可逆性好。
　　 采用聚丙烯酰胺（PAM）為碳源對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 進(jìn)行改性，通過比較PAM