正極材料LiNi1-3Co1-3Mn1-3O2的合成及Mg摻雜研究.pdf

1、鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2綜合了LiCoO2良好的電化學(xué)性能、LiNiO2的高比容量、LiMn2O4的高安全性及低成本等特點(diǎn)，因此受到眾多研究人員的關(guān)注。本文采用氫氧化物共沉淀法合成前驅(qū)體Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2，結(jié)合高溫煅燒制備了正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并對(duì)合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化。為了提高正極材料的循環(huán)性能，在前驅(qū)體合成中摻雜Mg元素對(duì)正極材料進(jìn)行了改性研究。通過粒度分

2、析、振實(shí)密度、SEM、ICP、XRD以及電化學(xué)性能測(cè)試等方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表征分析。
　　通過氫氧化物共沉淀法合成前驅(qū)體和高溫煅燒各工藝參數(shù)的系統(tǒng)考察，確定了合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的最佳工藝條件:體系pH值為11.0，底液和堿液的氨水濃度都為1.0 mol·L-1，煅燒溫度為950℃，煅燒時(shí)間為10h，鋰與過渡金屬摩爾比為1.05。結(jié)果表明，最佳工藝條件下合成的正極材料形貌輪廓清晰;具有完整的α-NaFeO2型層狀

3、結(jié)構(gòu)，陽離子混排程度低;在2.7～4.2V電壓范圍和0.2C倍率下，正極材料的首次放電比容量為145.3mAh·g-1，循環(huán)50次后的放電比容量為119.5 mAh·g-1。
　　研究了Mg摻雜對(duì)正極材料性能的影響，結(jié)果表明，摻雜后的正極材料同為標(biāo)準(zhǔn)的α-NaFeO2型層狀結(jié)構(gòu)，粒度大小無明顯變化;對(duì)于摻雜量為0.03的正極材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.97Mg0.03O2，首次放電比容量和循環(huán)50次的放電比容量分