鋰離子電池三元正極材料LiNi1-3Co1-3Mn1-3O2的制備與性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，傳統(tǒng)商業(yè)鋰離子電池采用的LiCoO2正極材料，由于價格和安全性的問題，已不能滿足鋰離子電池發(fā)展的需要。因此，開發(fā)低成本、高性能的新型正極材料成為目前鋰離子電池領(lǐng)域研究的熱點。與LiCoO2相比，Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2具有成本更低，安全性能更好等優(yōu)點，不僅能取代LiCoO2應(yīng)用于小型鋰離子電池，而且在動力電池等大功率鋰離子電池中有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文利用高溫固相法合成Li(Ni1/3Co1/

2、3Mn1/3)O2材料。應(yīng)用XRD、SEM、充放電測試、循環(huán)伏安等測試手段，考察原料、混料方式、溫度條件對固相法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2形貌、結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能的影響，優(yōu)化合成條件。在此基礎(chǔ)上采用熔鹽法改善離子擴(kuò)散速度和二次混料固相法改善晶體結(jié)構(gòu)，并通過單因素實驗和正交實驗分別得到兩種改進(jìn)方法的最佳工藝條件。
　　實驗表明固相法使用濕法球磨混料在900℃焙燒12 h得到的材料首次放電比容量為144.3 mAh·g-

3、1，首次充放電效率為82.3％。熔鹽法和二次混料固相法均可以改善傳統(tǒng)固相法的合成效果。其中熔鹽法在合適工藝條件下放電比容量為157.5 mAh·g-1，首次充放電效率為83％，明顯優(yōu)于固相法。而二次混料固相法在第一次焙燒溫度1000℃，時間16h，第二次焙燒溫度950℃，時間12h的最佳工藝條件下得到的材料粒度均勻，粒徑在0.2～0.5μm之間，層狀結(jié)構(gòu)明顯，無雜相生成，放電比容量為161.1 mAh·g-1，首次充放電效率為87.8％