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1、單一的層狀LiCoO2和LiNiO2正極材料都存在許多的不足,而三元層狀材料能很好的綜合二者的優(yōu)勢(shì),是目前最有希望取代鈷酸鋰的鋰正極材料。本文采用液相共沉淀法分別制備得到兩種球形的前驅(qū)體 Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2和Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2,再結(jié)合高溫固相合成法分別制備得到層狀的三元層狀材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2和LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2,優(yōu)化其高溫?zé)Y(jié)階段的工藝條件,
2、并對(duì)材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2進(jìn)行表面包覆AlPO4探究來(lái)改善其高溫循環(huán)性能。采用TG-DTA、XRD、SEM、CV、EIS、Land等表征測(cè)試手段對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。
(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:前驅(qū)體Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2呈現(xiàn)球形形貌,有絲狀的一次顆粒堆積而成,其結(jié)構(gòu)完整,顆粒分布均勻,分散性良好。結(jié)合TG-DTA分析前驅(qū)體與氫氧化鋰混合物確立二段控溫?zé)Y(jié),考察得到的最
3、優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件為:500℃預(yù)燒5h,720℃燒結(jié)20h,氧氣氣氛和氧流速300mL/min,鋰摩爾比過(guò)量8%,其最高放電比容量達(dá)到199.5mAh/g,80次循環(huán)容量保持率為90.3%,CV測(cè)試驗(yàn)證了材料的很好可逆性能,其在0.2C~2C倍率條件下性能較為優(yōu)異,但在5C材料容量迅速衰竭只有大約70mAh/g。
(2)前驅(qū)體Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2具有球形形貌,其過(guò)渡金屬含量經(jīng)EDS測(cè)試定性分析其比值接近理論值。結(jié)合
4、高溫固相法制備得到的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2,其最優(yōu)燒結(jié)工藝條件的樣品在0.5C,2.7~4.3V測(cè)試條件下,常溫首次放電比容量為159.3mAh/g,循環(huán)50周后比容量為139.1mAh/g,55℃下首次放電容量為172.1mAh/g,但是經(jīng)過(guò)50次循環(huán)容量容量保持率僅為38%;為了提高其在高溫測(cè)試時(shí)的電化學(xué)性能,進(jìn)行了表面包覆AlPO4的探究實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明適量的AlPO4包覆有利于高溫循環(huán)穩(wěn)定性能的提高,其中質(zhì)量比為2
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