鋰過量過渡金屬氧化物鋰離子電池正極材料的研究.pdf

1、采用氫氧化物共沉淀前驅(qū)體高溫固相反應(yīng)制備了層狀LixNi1／3Co1／3Mn1／3O2(0.95≤x＜1.20)正極材料,應(yīng)用ICP-OES、AAS對材料進(jìn)行了成分分析,并采用XRD、晶格精修、SEM、DSC以及充放電測試表征了Li:(Ni+Co+Mn)比對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明:x≥1.00時,隨x值的增大,峰I003／I104的比值R、首次放電比容量及DSC峰值溫度均呈現(xiàn)先增后減的趨勢,并在x=1.05附近具有極大值；晶格精

2、修表明陽離子混排率呈現(xiàn)先減后增的趨勢,在x=1.08附近具有最小混排率。證明了陽離子混排對晶格參數(shù)、電性能和熱穩(wěn)定性存在重要影響。
　　 首次發(fā)現(xiàn)Li1+x[Ni0.4Co0.2Mn0.4]O2(x>0)系列材料中的大部分材料具有微波吸收特性。并應(yīng)用其中的具有極強(qiáng)微波吸收特性的Li1.19Ni0.4Co0.2Mn0.4O2材料作為引發(fā)劑,首次成功地應(yīng)用微波合成方法制備得到了Li1.05Ni1／3Co1／3Mn1／3O2材料。并對

3、其相關(guān)性能進(jìn)行了測試,結(jié)果顯示微波法合成的Li1.05Ni1／3Co1／3Mn1／3O2材料具有良好的電化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能。
　　 首次成功地應(yīng)用微波合成法制備了Li1.2+x[Ni0.25Mn0.75]0.8-xO2(0≤x≤4／55)系列材料,并首次研究了過量Li+效應(yīng)對Li1.2Ni0.2Mn0.6O2(x=0)電化學(xué)性能的影響。XRD測試表明所合成樣品均為a-NaFeO2結(jié)構(gòu),屬R-3m空間群。隨著鋰含量的增加所得樣品

4、的晶格常數(shù)呈現(xiàn)線性遞減趨勢,這說明所得材料是性質(zhì)均一的固溶體的。這預(yù)示著過量的Li+可能已經(jīng)嵌入到Li1.2Ni0.2Mn0.6O2(x=0)的過渡金屬層中,并隨著Ni2+逐漸向Ni3+的轉(zhuǎn)變形成Li1.2+x[Ni0.25Mn0.75]0.8-xO2(0≤x≤4／55)系列固溶體材料。應(yīng)用XPS光電子能譜對所得樣品進(jìn)行掃描,發(fā)現(xiàn)隨著鋰含量的增加,Li1.2+x[Ni0.25Mn0.75]0.8-xO2(0≤x≤4／55)系列材料中開始