鋰離子電池正極材料鎳鈷錳酸鋰的合成及其性能研究.pdf

1、在現(xiàn)有鋰離子電池正極材料中，層狀LiCoO2已在小型電池中得到廣泛應(yīng)用，但因過(guò)充限制，其比能量遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到理論容量，且受到鉆資源的制約；層狀錳酸鋰嵌鋰雖容量高，但在循環(huán)過(guò)程中結(jié)構(gòu)易塌陷，電池容量會(huì)下降，循環(huán)性減弱；LiNiO2則合成困難，過(guò)充安全性差。因此，從資源、環(huán)保及安全性能方面尋找鋰離子電池的理想電極活性材料成為國(guó)際化學(xué)電源界的熱點(diǎn)。而 LiMnxNiyCol-x-yO2綜合了LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2三類(lèi)材料的優(yōu)點(diǎn)，形

2、成了LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2三相的混合體系，存在明顯的協(xié)同效應(yīng)。正因?yàn)槿鄥f(xié)同，集合了三種材料的優(yōu)點(diǎn)，使得其性能優(yōu)于任一材料，而深受關(guān)注。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴用氫氧化鈉作沉淀劑和氨水的絡(luò)合作用合成鎳鉆錳氫氧化物前驅(qū)體，考察合成溫度、反應(yīng)pH值、濃度等對(duì)產(chǎn)物形貌及結(jié)構(gòu)的影響，采用三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)確定合成鎳鈷錳酸鋰的最優(yōu)條件。⑵前驅(qū)體制備過(guò)程中，探討了氨水的用量對(duì)前驅(qū)體中原子個(gè)數(shù)組成比的影響；當(dāng)溶液pH值調(diào)

3、整至10.5時(shí)，得到前驅(qū)體中三元陽(yáng)離子原子個(gè)數(shù)比為1∶1∶1，且產(chǎn)物大小適中，尺寸均一，形貌規(guī)則，分布均勻。⑶討論燒結(jié)工藝中Li／M(M=Ni+Co+Mn)比值得變化對(duì)合成正極材料性能的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)Li/(Ni+Mn+Co)=1.08時(shí)合成的鎳鉻錳酸鋰具有較好的層狀晶體構(gòu)造和較弱的陽(yáng)離子混排效應(yīng)。Li／M(M=Ni+Co+Mn)比值的變化對(duì)材料的初次充電容量影響不大，但對(duì)材料的初次放電容量和初次充電放電效果及材料的復(fù)現(xiàn)性能都有不