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1、提高電池性能和降低電極材料的成本一直是鋰離子電池的主要研發(fā)方向。目前已大規(guī)模商業(yè)化的正極材料還只有LiCoO<,2>，但因其價(jià)格昂貴，故研發(fā)者一直致力于尋找其替代材料。本文在詳細(xì)考查了鋰離子電池正極材料研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，采用噴霧熱分解工藝，選取了性能優(yōu)良的層狀 LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3>O<,2>材料為研究重點(diǎn)，對(duì)其合成、摻雜、性能開展了深入系統(tǒng)的研究。 首先研究了噴霧熱分解主要控制條件(前驅(qū)體溶液體系
2、、溶液的濃度、載流氣體的流量、熱分解溫度)對(duì)三元鎳鈷錳復(fù)合氧化物前驅(qū)體形貌、粒度、振實(shí)密度的影響，然后研究了前驅(qū)體處理、熱處理制度和配鋰量等合成條件對(duì)層狀LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3>O<,2>材料的形貌、晶格常數(shù)、電化學(xué)性能的影響規(guī)律，確定其最佳合成工藝為：采用硝酸鹽溶液體系制備三元氧化物前驅(qū)體，然后與Li<,2>CO<,3>均勻混合，鋰配比為1.05，在950℃下熱處理16h。 在上述工藝條件下合成的層
3、狀LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3>O<,2>材料，在3-4.2V、1C 下的初始放電比容量為138.3mAh/g，循環(huán)100次容量保持率為94.36％。其性能己接近商業(yè)化的同類產(chǎn)品，是一種很有發(fā)展前景的鋰離子電池正極材料。 采用噴霧熱分解法制備了摻雜型層狀LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3-x>M<,x>O<,2>(M=Mg、A1)材料。結(jié)果表明，以摻雜Al<'3+>、Mg<'2+>的改性效果
4、較好，當(dāng)摻雜量x=0.02時(shí)，Mg<'2+>、Al<'3+>摻雜的材料在2.75-4.3V、0.1C下的首次放電容量分別為138.0 mAh/g，143.1mAh/g，50次循環(huán)后的容量保持率分別為98.4％、97.1％。通過(guò)材料的非金屬F摻雜發(fā)現(xiàn)，氟離子的加入都可以使材料在高電壓下的循環(huán)性能得到改善，文中分析了性能改善的原因。研究結(jié)果表明：以 LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3>O<,2-y>F<,y>分子式計(jì)量，y=
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