層狀Li[Ni-,1-3-Co-,1-3-Mn-,1-3-]O-,2-與橄欖石結構LiFePO-,4-材料的制備及電化學性能的研究.pdf

1、Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2是一種極具應用前景的新型層狀結構的新型鋰離子二次電池正極材料，具有高安全、低成本優(yōu)勢，為了提高電池性能和降低合成材料的成本一直是鋰離子電池的主要研究方向。目前已大規(guī)模產業(yè)化的鋰離子電池還并不是很多，主要包括LiCoO2、Li2MnO4、LiNiO2、LiFePO4。其中LiCoO2其存在Co資源昂貴和毒性等問題，而LiNiO2主要存在合成困難、不能按計量比合成的問題，故研究者一直致力于尋找新的替

2、代材料，代替各種便攜設備中使用的鋰離子電池。本文在詳細考查了電池正極材料研究進展的基礎上，選取了具有層狀結構的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2材料為研究重點，對其合成的關鍵步驟即前驅體的制備做了細致的研究并深入考查了合成條件對Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2電化學性能的影響，討論了溫度和鋰鹽對材料性能的影響。 本論文首先研究了合成方法和沉淀試劑的選取、前驅體處理、熱處理制備和含鋰量的配比合成條件對層狀Li[N

3、i1/3Co1/3Mn1/3]O2材料的表面形貌和電化學性能的影響，正極材料合成的一種方法--氫氧化物共沉淀法確定其合成路線為：采用NaOH+NH4OH作為沉淀試劑制備[Ni1/3Co1/3Mn1/3](OH)2共沉淀前驅體，然后與Li2CO3充分均勻混合，鋰配比為1.10，采用分段燒結在450℃下燒結6h，再粉碎于900℃下煅燒16h。通過氫氧化物共沉淀前驅體的分析，并結合X射線衍射(XRD)分析，確定了前驅體的預燒溫度應該在450℃

4、。考察了不同鍛燒溫度(800℃， 900℃)對Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2的結構和電化學性能的影響，結合掃描電鏡(SEM)分析，發(fā)現(xiàn)在900℃下制得的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2呈球形，粒徑均一，具有a-NaFeO2結構，在不同溫度下制備的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2中，它的放電容量最高，循環(huán)性能和倍率性能最好。但Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2在高壓(2.5-4.8V)下的循環(huán)性能較