富鋰錳基三元正極材料的制備與改性.pdf

1、鋰離子電池具有高能量密度和長壽命等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和電動車輛。然而，目前研究和商業(yè)化的正極材料，如LiCoO2、LiNixCoyMnzO2、LiFePO4和LiMn2O4等，難以滿足高能量密度的市場應(yīng)用需求。近年來，富鋰錳基三元正極材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0＜x＜1，M=Ni，Co，Mn)，因其具有高比容量(250-300mAh/g)、高的充放電平臺(＞4.5V)等特點(diǎn)而成為研究熱點(diǎn)。
　　本文采

2、用氫氧化鈉共沉淀法制備Ni0.5Co0.3Mn0.2(OH)2前驅(qū)體，研究了反應(yīng)氣氛、固含量對材料形貌、晶格結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能的影響。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和電化學(xué)測試對合成樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明，當(dāng)在氬氣氣氛下、固含量為5％時，合成的前驅(qū)體的形貌較為規(guī)準(zhǔn)、顆粒較為致密，合成的正極材料具有良好的電化學(xué)性能。使用循環(huán)伏安法、恒電流充放電和電化學(xué)阻抗譜等方法研究LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2和LiNi0.5Co

3、0.3Mn0.2O2-石墨烯電化學(xué)性能。結(jié)果表明，LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2-石墨烯復(fù)合材料的首次放電容量高達(dá)203.86 mAh/g，交流阻抗降低，具有更好的電化學(xué)性能。
　　通過共沉淀制備一系列的富鋰正極材料xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2(x=0.4，0.5，0.6，0.7)，并使用掃描電鏡(SEM)、粉末X射線衍射(XRD)、循環(huán)伏安(CV)，交流阻抗(EIS)，電化學(xué)測試等，

4、對其晶體結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。XRD結(jié)果表明，共沉淀法合成的富鋰材料，具有R-(3)m空間群結(jié)構(gòu)。電化學(xué)性能測試結(jié)果表明，當(dāng)x=0.6時，首次充放電達(dá)高到289.69mAh/g，1C倍率下，循環(huán)50次，放電比容量仍然達(dá)190.72mAh/g，容量保持率為95.1％，而在2C倍率下繼續(xù)循環(huán)50次，比容量下降明顯。綜合來看，當(dāng)x=0.5時，富鋰正極材料的電化學(xué)性能最優(yōu)，在2C倍率下循環(huán)50次，放電比容量仍然達(dá)到153mAh/g。