層狀正極材料LiCoO-,2-的改性研究.pdf

1、本文在研究LiCoO<,2>的基礎(chǔ)上，對(duì)LiCoO<,2>材料進(jìn)行了單種金屬離子摻雜和多元素?fù)诫s；并對(duì)正極材料進(jìn)行了表面包覆改性。 本實(shí)驗(yàn)通過(guò)溶膠.凝膠法合成一系列不同鋁含量的LiCO<,1-x>Al<,x>O<,2>及復(fù)合摻雜的正極材料LiCo<,0.7>Al<,0.3-x>MgxO<,2>，并通過(guò)XRD物相分析和充放電測(cè)試，對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明， LiCo<,1-x>Al<,x>O<,2>中Al<'3

2、+>取代了Co<'3+>形成固溶體后，其晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。LiCo<,1-x>Al<,x>O<,2>初始放電比容量達(dá)131.2mAh·g<'-1>，而且LiCo<,1-x>Al<,x>O<,2>比LiCo<,1-x>有更高的充電電位，但是比容量衰減較明顯，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，循環(huán)效率有明顯降低。其中以Al摻雜量為0.1時(shí)性能最好，首次放電比容量為125.71mAh·g<'-1>，循環(huán)30次后放電比容量為109.20mAh·g<'-1>

3、，容量保持率為86.03％。正極材料LiCo<,0.7>Al<,0.3-x>MgxO<,2>均為a-NaFeO<,2>型層狀結(jié)構(gòu)，形貌近似為球型，且顆粒分布均勻。摻雜Mg后的材料充電電壓略有降低，電阻明顯減小，充放電循環(huán)性能得到顯著改善。其中Mg摻雜量為0.05時(shí)性能最好，首次放電容量為122.10mAh·g<'-1>，30次循環(huán)后容量保持率為95.03％。 本實(shí)驗(yàn)還對(duì)LiCo<,1-x>LiCo<,1-x>Al<,x>O<,2

4、>材料進(jìn)行了MgO包覆的改性研究。用制得的材料與MgSO<,4>和NH<,3>·H<,2>O通過(guò)化學(xué)共沉淀法制得包覆有MgO的正極材料。通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行各種性能的測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)包覆后，正極材料的結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化，它的循環(huán)性能和充放電可逆性得到提高，同時(shí)材料的充電電壓也得到了提高。所制備的.MgO-LiCo<,0.7>Al<,0.3>O<,2>正極材料中以包覆量為1.0％左右時(shí)性能最好，首次放電容量為120.17mAh·g<'-1>，30次