富鋰型鋰離子電池正極材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來(lái),商業(yè)化的以Co為原料的電池價(jià)格仍然居高不下,且對(duì)環(huán)境有較大污染。富鋰層狀高錳正極材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2,(M=Mn,Co,Ni,etc.),因其具有高工作電壓下更高的比容量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、優(yōu)良的循環(huán)性能和倍率性能等優(yōu)點(diǎn)而受到關(guān)注,該類材料能夠在保持優(yōu)異電化學(xué)性能的條件下進(jìn)一步降低Co元素在材料結(jié)構(gòu)中的比例。因此,本文在選擇合理的常規(guī)層狀材料和優(yōu)化固溶體材料中的成分比例的基礎(chǔ)上,為實(shí)現(xiàn)富鋰層狀高錳正極材料大規(guī)模商業(yè)

2、化生產(chǎn)尋求最佳的生產(chǎn)制備方法。
　　本文先以檸檬酸為絡(luò)合劑,金屬醋酸鹽作原料,通過(guò)溶膠凝膠法合成出富鋰型正極材料Li[Li0.2Mn0.56Ni0.16Co0.08]O2。考察反應(yīng)時(shí)間和合成溫度對(duì)材料結(jié)構(gòu)、形貌及其電化學(xué)性能的影響,得出最佳的反應(yīng)時(shí)間和合成溫度分別為900℃和12h。在900℃下反應(yīng)12h所得試樣晶體結(jié)構(gòu)完整,結(jié)晶度良好,顆粒分散、粒徑分布均勻;在2.0-4.8V,0.1C下,試樣的首次放電容量為265.6mAh/

3、g,循環(huán)20次后容量保持率為99.8％,在1C、2C倍率下循環(huán)50次后容量保持率分別為97.2%、93.2%。
　　以葡萄糖為粘結(jié)劑,金屬醋酸鹽為原料,通過(guò)噴霧干燥法合成前驅(qū)體,然后在900℃反應(yīng)12h得到富鋰型正極材料Li[Li0.2Mn0.56Ni0.16Co0.08]O2。噴霧造粒工藝提高了材料的振實(shí)密度和分散度,使材料電化學(xué)性能提高。在2.0-4.8V,0.1C下,試樣的首次放電容量為286.2mAh/g,循環(huán)20次后容量

4、保持率為99.8%,在1C、2C倍率下循環(huán)50次后容量保持率分別為99.6%、98.5%。
　　以NaOH為沉淀劑,金屬醋酸鹽為原料,利用氨水調(diào)節(jié)混合溶液的pH值,通過(guò)共沉淀合成前驅(qū)體,然后在900℃反應(yīng)12h得到富鋰型正極材料Li[Li0.2Mn0.56Ni0.16Co0.08]O2。共沉淀法合成的材料層狀構(gòu)型清晰,結(jié)晶度高,顆粒的分散度和致密度好。電化學(xué)性能測(cè)試表明,在電壓為2.0-4.8V,0.1C倍率下,共沉淀法合成的材料