鋰離子電池鎳鈷錳正極材料的制備及改性研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，鋰離子電池作為目前性能優(yōu)異的儲(chǔ)能方式之一，應(yīng)用范圍是越來越廣。在汽車行業(yè)應(yīng)用鋰離子電池是目前階段鋰離子電池發(fā)展的一個(gè)主要方向。這就要求鋰離子電池在能量密度，倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性都較好的情況下，同時(shí)具備成本低、安全性能好和與環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。然而，能滿足這些要求的鋰離子電池正極材料較少。最近，人們提出了一種具有層狀-層狀-尖晶石結(jié)構(gòu)的正極材料，得到較好的比容量和循環(huán)性能。為了進(jìn)一步改善電化學(xué)性能，又對(duì)該材料進(jìn)行了摻雜

2、和包覆兩種改性。
　　在本課題中，采用兩步溫度共沉淀法制備層狀-層狀-尖晶石固溶體正極材料δ[0.5Li2MnO3·0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2]·(1-δ)Li0.5Mn4/6Ni1/6Co1/6O2（也可以簡(jiǎn)寫成LixMn4/6Ni1/6Co1/6Oy），并以此為基礎(chǔ)對(duì)該系材料進(jìn)行摻雜和包覆改性以求提升其電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定T1=40℃，T2=80℃是兩步溫度共沉淀法制備正極材料較佳的一個(gè)工藝參數(shù)。

3、　　摻雜改性實(shí)驗(yàn)選擇Li1.1Mn4/6Ni1/6Co1/6O2.30和Li1.2Mn4/6Ni1/6Co1/6O2.35材料進(jìn)行F-摻雜改性，對(duì)比后性能得出摻雜量為0.05為最佳。Li1.1Mn4/6Ni1/6Co1/6O2.25F0.05和Li1.2Mn4/6Ni1/6Co1/6O2.30F0.05材料較未改性材料在0.5 C倍率循環(huán)50次的容量保持率提高了8％左右；5 C倍率下的放電比容量與未改性前的材料相比有10～20 mA·h

4、/g幅度的提高。
　　對(duì)所制備出的正極材料 Li1.1Mn4/6Ni1/6Co1/6O2.30、Li1.2Mn4/6Ni1/6Co1/6O2.35和Li1.3Mn4/6Ni1/6Co1/6O2.40進(jìn)行AlF3改性，AlF3的包覆量為1 wt%、2 wt%和3 wt%。包覆改性后材料的電化學(xué)性能有所改善，但是2 wt%的包覆效果更好；在0.5 C倍率下經(jīng)過循環(huán)50次后，材料的容量保持率提高10%左右；倍率性能也得到了改性，提高幅度