層狀材料LiNi-,x-Co-,y-Mn-,1-x-y-O-,2-的合成與性能研究.pdf

1、隨著能源環(huán)境問題的日益突出以及現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，提高電池性能已是迫切需要。鋰離予電池以其高工作電壓、長循環(huán)壽命、高能量密度、無環(huán)境污染等優(yōu)勢而成為人們的首選。而正極材料是鋰離子電池發(fā)展的瓶頸，開發(fā)成本低、容量高的新型正極材料是當(dāng)今國際的發(fā)展趨勢。通過摻雜形成的多元復(fù)合正極材料是克服傳統(tǒng)正極材料成本高、容鍍低的極為有效的手段。 本文采用液相共沉淀法合成了α-NaFeO<,2>型層狀結(jié)構(gòu)的LiNi<,x>Co<,y>Mn<,1-x

2、-y>O<,2>正極材料，并詳細(xì)的研究了煅燒方式、煅燒溫度、煅燒時(shí)間、沉淀生成時(shí)的pH值，以及Ni/Co/Mn的不同比例等條件對合成該種正極材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響，從而優(yōu)化了LiNi<,x>Co<,y>Mn<,1-x-y>O<,2>的生產(chǎn)工藝，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)。通過SEM圖片、XRD射線與充放電測試確定了其最佳的合成條件是：在pH值為8～9的環(huán)境中生成沉淀，干燥12h后置于馬弗爐中加熱，采用先升溫到500℃加熱6h，再

3、升溫到850℃恒溫12h。 在合成的材料中，通過XRD射線考察，其中Li(NiMn)<,0.4>Co<,0.2>O<,2>、LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3>O<,2>、Li(MnCo)<,0.25>Ni<,0.502>、Li(MnCo)<,0.15>Ni<,0.7>O<,2>表現(xiàn)出了完整的層狀結(jié)構(gòu)，恒流充放電、電化學(xué)阻抗圖譜、循環(huán)伏安等測試結(jié)果表明了這四種樣品具有良好的電化學(xué)性能。尤其是Li(NiMn)<,0

4、.4>Co<,0.2>O<,2>初始放電比容量達(dá)124.1 mAh·g<'-1>，30次循環(huán)后容量保持率達(dá)900％以上；Li(MnCo)<,0.15>Ni<,0.7>O<,2>初始放電容量最高達(dá)133 mAh·g<'-1>，但30次循環(huán)后容量保持率偏低為80.37％；LiNi<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3>O<,2>和Li(MnCo)<,0.25>O<,2<初始放電容量也都在120 mAh·g<,-1>以上，30次循環(huán)后容量