三元系鋰離子電池正極材料的制備與研究.pdf

1、層狀鋰鎳鈷錳氧三元材料作為鋰離子電池正極材料由于具有放電比容量高、循環(huán)性能好、振實密度高等優(yōu)點。在小型電池體系中LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2是取代LiCoO2的最佳材料之一,而富鋰三元材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2則是一種很有應用前景的下一代動力鋰離子電池正極材料。本論文分別采用超細球磨-噴霧干燥法及碳酸鹽共沉淀法對LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2及Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13

2、3Co0.13]O2進行了系統(tǒng)研究。
　　 以球形Ni(OH)2、Co3O4、Mn3O4為原料,采用超細球磨-噴霧干燥法制備LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2前驅體。系統(tǒng)的研究了鋰源、配鋰量等工藝參數(shù)對材料性能的影響。其中前驅體混合過量5％的LiOH·H2O在馬弗爐中500℃熱處理3h,取出機械球磨后再在900℃熱處理12h得到的材料電化學性能最佳。該材料在2.8～4.3V之間的0.1C放電比容量達到164.4mAh/g,3

3、0次循環(huán)后容量保持率為99％,2C放電比容量為142.3mAh/g。在55℃下0.1C放電比容量為167.8mAh/g,10次循環(huán)后容量保持率98.9％,2C放電比容量為150.7mAh/g。提高充電截止電壓分別至4.4V、4.5V、4.6V時,該材料的0.1C室溫放電比容量分別為168.9mAh/g、183.7mAh/g、195mAh/g,循環(huán)性能優(yōu)良。
　　 以碳酸鹽共沉淀法制備Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0

4、.13]O2前驅體,研究了加料方式、pH值等條件對前驅體性能及合成材料性能的影響。其中三相并流加料、pH值9.0、溫度50℃、攪拌強度600r/min、反應時間10h可得到10μm左右顆粒分布均勻的球形前驅體,由該前驅體制備的材料在2～4.8V之間的0.1C放電比容量為252.4mAh/g,20次循環(huán)后容量保持率99％,0.2C、0.5C、1C放電比容量分別為229.3mAh/g、199.6mAh/g、172.8mAh/g。在55℃下0