改性正极材料的合成及其电化学性能
新型锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及改性研究
新型锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及改性研究一、概述随着新能源汽车、储能设备等领域的快速发展，锂离子电池作为关键能源存储技术，其性能与安全性要求日益提高。
在众多正极材料中，磷酸铁锂（LiFePO4）因其高热稳定性、高安全性、高比容量及环保特性，成为了研究的热点。
磷酸铁锂的导电性差和离子扩散速度低等问题限制了其性能的进一步提升。
针对磷酸铁锂的合成工艺优化及改性研究具有重要意义。
本文首先介绍了磷酸铁锂的主要合成方法，包括液相法和固相法，并分析了各种方法的优缺点。
在此基础上，本文选择了工业化生产中最常用的高温固相烧结法作为研究对象，对其工艺流程及原理进行了详细阐述。
针对磷酸铁锂的导电性和离子扩散速度问题，本文探讨了多种改性方法，包括金属离子掺杂、表面包覆等，以期提高磷酸铁锂的电化学性能。
本文通过优化高温固相反应法的合成工艺，制备出了性能优异的磷酸铁锂材料。
通过Ni2离子掺杂实验，探究了金属离子掺杂对磷酸铁锂正极材料性能的影响。
本文还研究了Cu微粒包覆和PVA（聚乙烯醇）碳包覆对磷酸铁锂正极材料性能的改善效果。
实验结果表明，这些改性方法均能有效提高磷酸铁锂的导电性和离子扩散速度，从而提升其电化学性能。
本文对新型锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成及改性进行了深入研究，旨在为解决磷酸铁锂的性能瓶颈问题提供新的思路和方法。
通过本文的研究，相信能为磷酸铁锂在锂离子电池领域的应用提供有力的理论支撑和实践指导。
1. 锂离子电池的发展背景及应用领域锂离子电池，作为一种高效、环保的可充电电池，自20世纪70年代由埃克森美孚的化学家斯坦利惠廷汉姆提出以来，便凭借其高能量密度、无记忆效应和低自放电等特性，在能源存储领域占据了举足轻重的地位。
随着科技的不断进步和环保意识的日益增强，锂离子电池在便携式电子设备、电动汽车以及军事和航空航天等诸多领域得到了广泛的应用。
在便携式电子设备领域，锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命，成为了智能手机、平板电脑等设备的首选电源。
锂离子电池正极材料LiFePO4的制备与改性
粒度分布不均
合成过程中，往往会出现粒度分 布不均的问题，这会影响电池的 电化学性能。解决方案：通过控 制合成条件，如溶液浓度、反应 时间等，来改善粒度分布。
纯度低
合成过程中，可能会混入杂质， 影响LiFePO4的性能。解决方案 ：通过改进合成工艺，提高合成 纯度，减少杂质含量。
改性过程中的挑战与解决方案
锂离子电池正极材料LiFePO4的制 备与改性
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目录
• LiFePO4材料简介 • LiFePO4的制备方法 • LiFePO4的改性研究 • LiFePO4的电化学性能 • LiFePO4的制备与改性的挑战与
解决方案 • 前瞻性研究与未来发展方向
01
LiFePO4材料简介
LiFePO4的结构与性质
热解法
原理
优点
应用
热解法是一种通过高温热处理 前驱体得到目标材料的方法。 在热解过程中，前驱体发生热 分解并脱去部分或全部有机物 ，最终得到LiFePO4正极材料 。
热解法具有工艺简单、制备周 期短、产量大等优点。
热解法适用于大规模工业化生 产，也是目前商业化生产 LiFePO4正极材料的主要方法 之一。
LiFePO4晶体结构属于橄榄石型结构，由Li、Fe、P、O元素组成，具有较低的密度、良好的电导性、热稳定性以及优良的锂 离子迁移性能。
LiFePO4材料中，每个Li+可以迁移到材料表面，形成锂离子嵌入和脱出的通道，使得Li+在充放电过程中能够快速地嵌入和 脱出。
LiFePO4在锂离子电池中的应用
锂离子扩散系数测量
通常使用电化学石英晶体微天平(EQCM)或光谱学方法测 量锂离子在电极材料中的扩散系数。这些测量可以提供 关于锂离子在电极材料中扩散行为的重要信息。
磷酸铁锂正极材料的制备与改性研究
磷酸铁锂正极材料的制备与改性研究磷酸铁锂正极材料的制备与改性研究引言：锂离子电池作为一种高能量、高能量密度、长循环寿命以及无污染等特点的可充电电池，广泛应用于电动汽车、手机、便携式电子设备等领域。
其中，正极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一。
磷酸铁锂作为一种具有良好电化学性能的正极材料，自被提出以来就受到了广泛的研究关注。
本文将对磷酸铁锂正极材料的制备方法及改性措施进行综述。
一、磷酸铁锂的制备方法磷酸铁锂的制备方法主要包括固态反应法、溶液法和气相法。
固态反应法是一种常用的制备方法，其步骤包括反应物混合、高温固相反应和热处理等。
溶液法是通过将金属盐或其前驱体溶解在溶液中，再通过化学反应生成磷酸铁锂。
而气相法则是将金属有机化合物或其前驱体转化为气态，然后在高温条件下进行反应合成磷酸铁锂。
二、磷酸铁锂的改性措施2.1 表面涂层改性由于磷酸铁锂具有一定的电化学活性，容易引起一系列的副反应，如电解液的分解和电化学腐蚀等。
为了改善其电化学性能，可以对磷酸铁锂进行表面涂层改性。
常用的涂层材料有碳、氧化物、聚合物等。
涂层材料能有效阻隔电解液的渗透，提高磷酸铁锂的循环性能和安全性。
2.2 共掺杂改性共掺杂是指在磷酸铁锂结构中引入其他金属或非金属元素。
通过共掺杂，可以改善磷酸铁锂的晶体结构、电导率和循环性能。
常用的共掺杂元素包括铝、锰、镁、硅等。
其中，铝掺杂可以提高磷酸铁锂的循环稳定性和倍率性能，锰掺杂可以提高其容量和倍率性能。
2.3 界面改性界面改性是指通过将磷酸铁锂与其他材料组合在一起，形成复合材料。
例如，可以将磷酸铁锂与碳材料、纳米颗粒等进行复合，以优化电池的性能。
界面改性可以提高磷酸铁锂的电化学性能，增加其循环寿命和倍率性能。
结论：磷酸铁锂作为一种重要的锂离子电池正极材料，其制备方法和改性措施研究具有重要的意义。
通过本文的综述可以发现，磷酸铁锂正极材料的制备方法和改性措施的研究还存在一定的挑战和难点，需要进一步进行深入研究。
《2024年钠离子电池正极材料Na0.67MnO2的掺杂改性》范文
《钠离子电池正极材料Na0.67MnO2的掺杂改性》篇一一、引言随着电动汽车和可再生能源存储系统的快速发展，对高效、安全、环保的电池技术需求日益增长。
钠离子电池因其成本低廉、资源丰富等优点，逐渐成为锂离子电池的重要替代品。
正极材料作为电池的关键组成部分，其性能的优劣直接决定了电池的整体性能。
本文将重点探讨钠离子电池正极材料Na0.67MnO2的掺杂改性研究。
二、Na0.67MnO2正极材料的现状与挑战Na0.67MnO2作为一种典型的钠离子电池正极材料，具有较高的理论容量和成本优势。
然而，其在实际应用中仍面临一些挑战，如循环稳定性差、容量衰减等问题。
为了提高Na0.67MnO2的性能，研究者们尝试了各种方法，其中掺杂改性是一种有效的手段。
三、掺杂改性的方法与原理掺杂改性是通过将其他元素引入Na0.67MnO2晶格中，以改善其电子结构和化学性能。
掺杂元素的选择应考虑其与Mn的电负性、离子半径等因素的匹配性。
常见的掺杂元素包括Co、Ni、Al等。
掺杂可以改变材料的晶体结构，提高电子导电性，同时掺杂元素在充放电过程中可以提供额外的钠离子释放和接收位点，从而提高材料的容量和循环稳定性。
四、实验设计与实施本文采用溶胶凝胶法合成掺杂改性的Na0.67MnO2正极材料。
首先，按照一定比例将掺杂元素的前驱体与Mn盐混合，然后加入适量的有机溶剂和络合剂，形成均匀的溶胶。
将溶胶在一定的温度下进行干燥、煅烧，得到掺杂改性的Na0.67MnO2粉末。
通过XRD、SEM等手段对合成产物进行表征，分析掺杂对材料结构、形貌的影响。
五、结果与讨论1. 结构与形貌分析：XRD结果表明，掺杂元素成功引入Na0.67MnO2晶格中，且未改变其主体结构。
SEM图像显示，掺杂改性后的材料具有更均匀的颗粒分布和更细腻的表面形貌。
2. 电化学性能分析：将掺杂改性的Na0.67MnO2与钠金属负极组装成电池，进行充放电测试。
结果表明，掺杂改性后的材料具有更高的初始放电容量和更好的循环稳定性。
钒酸锂正极材料的制备及性能研究
钒酸锂正极材料的制备及性能研究近年来，新能源电池技术的发展突飞猛进，其中锂离子电池作为最具潜力的新型电池，在能源储存领域发挥着重要的作用。
而作为锂离子电池正极材料的钒酸锂，由于其高电压、大能量密度和长循环寿命等优良特性，备受科研工作者的重视。
本文将介绍钒酸锂正极材料制备及性能研究方面的相关研究进展。
一、钒酸锂的制备方法钒酸锂制备方法的研究已经有了相当深入的发展，目前主要有以下几种方法：1.常规固相法：将Li2CO3、V2O5或VO2等原料粉末进行机械混合，并在高温氧化条件下烧结得到锂离子导电性能良好的钒酸锂材料。
2.羟基化-沉淀法：通过溶液反应，使用V2O5或VO2等原料和LiOH反应，生成钒酸锂的沉淀物，最后进行干燥和烧结处理。
3.水热法：将钒酸锂原料加入到水热反应体系中，通过加热和混合反应，可以得到高纯度的钒酸锂粉末材料。
4.溶胶-凝胶法：该法是将钒酸锂前体悬胶浸渍在碱性水溶液中，经过干燥、烧结，最终获得高纯度、均匀性好的钒酸锂材料。
根据现代分析技术的研究，以上方法均可制备出极品钒酸锂粉末，其中溶胶-凝胶法的制备效果最好，能够得到的钒酸锂粉末的晶粒度更细，比表面积更大。
二、钒酸锂正极材料的性能研究1.电化学性能钒酸锂具有独特的晶体结构和电化学性能，其作为锂离子电池正极材料的能力被广泛研究。
实验研究表明，钒酸锂在充放电过程中具有良好的电化学循环性能，能够实现高达99.8%以上的电压效率，并保持循环稳定性。
此外，钒酸锂的比能量和比功率也相对较高，可满足锂离子电池在高能量、高功率应用领域的需要。
2.物化性能钒酸锂晶体材料的晶体结构独特，具有特殊的草酸结构。
因此，通过将其制成的粉末材料，晶粒度越大、比表面积越小，其发生的表面化学反应也就越少。
另外，钒酸锂的热稳定性也不错，通常在500摄氏度左右才会出现分解，而其热容量和热导率也相对较低，可以有效降低锂离子电池的温升。
三、钒酸锂正极材料的未来研究方向尽管钒酸锂正极材料已经获得了不错的研究成果和应用效果，但是其表现出的能量密度还不够高，同时当前钒酸锂的合成方法并不具有永续性和环境友好性等问题仍存在。
《锌离子电池偶氮聚合物正极材料构筑及其电化学性能研究》范文
《锌离子电池偶氮聚合物正极材料构筑及其电化学性能研究》篇一摘要：本文旨在研究锌离子电池中偶氮聚合物正极材料的构筑方法，并对其电化学性能进行深入探讨。
通过合成不同结构的偶氮聚合物，优化其物理和化学性质，进而提升锌离子电池的电化学性能。
本文首先介绍了研究背景和意义，然后详细描述了实验材料和方法，最后对实验结果进行了深入分析，并得出了相关结论。
一、研究背景与意义随着社会对绿色能源的需求不断增长，能源储存技术逐渐成为研究热点。
锌离子电池以其高能量密度、低成本和环境友好性等优势，在能源储存领域具有广阔的应用前景。
正极材料作为锌离子电池的关键组成部分，其性能直接决定了电池的整体性能。
近年来，偶氮聚合物因其独特的结构和优异的电化学性能，被认为是一种有潜力的正极材料。
因此，研究锌离子电池中偶氮聚合物正极材料的构筑及其电化学性能，对于推动锌离子电池的实用化具有重要意义。
二、实验材料与方法1. 材料准备本实验所使用的材料包括锌粉、偶氮单体、导电添加剂、粘结剂等。
所有材料均经过严格筛选和纯化处理，以保证实验结果的准确性。
2. 偶氮聚合物的合成采用化学合成法，通过控制反应条件，合成不同结构的偶氮聚合物。
具体步骤包括单体活化、聚合反应、后处理等。
3. 正极材料的构筑将合成的偶氮聚合物与导电添加剂、粘结剂混合，制备成正极材料。
通过控制各组分的比例，优化正极材料的物理和化学性质。
4. 电化学性能测试利用电化学工作站和电池测试系统，对制备的锌离子电池进行循环伏安测试、充放电测试、循环稳定性测试等，以评估其电化学性能。
三、实验结果与分析1. 偶氮聚合物的合成与表征通过化学合成法成功合成了不同结构的偶氮聚合物。
利用红外光谱、核磁共振等手段对聚合物进行表征，确认其结构正确。
2. 正极材料的物理和化学性质正极材料具有较高的比表面积和良好的导电性。
通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段，观察了正极材料的形貌和结构。
3. 电化学性能测试结果（1）循环伏安测试：锌离子电池在充放电过程中表现出良好的氧化还原反应可逆性。
锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备及性能研究
锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备及性能研究磷酸铁锂的制备可以通过化学法、物理法和电化学法等多种方法实现。
化学法包括溶胶-凝胶法、固相反应法和水热合成法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法，它通过溶剂热分解、固相燃烧或溶胶凝胶处理等步骤制备磷酸铁锂粉体。
物理法主要包括固相合成法和高温煅烧法，通过高温下锂盐和铁盐之间的反应制备磷酸铁锂。
电化学法则是利用电化学沉积等方法在电极表面沉积磷酸铁锂。
磷酸铁锂的性能与其晶体结构和形貌有关。
研究表明，具有纳米级晶粒大小的磷酸铁锂材料具有更好的循环稳定性和电化学性能。
因此，磷酸铁锂的制备研究中也要关注材料的晶体结构和形貌调控。
常用的方法包括控制反应条件、添加表面活性剂或模板剂、改变煅烧温度等。
磷酸铁锂的性能研究主要包括电化学性能和循环寿命测试。
电化学性能测试包括循环伏安法、恒流充放电测试和交流阻抗测试等。
通过这些测试可以了解磷酸铁锂材料的比容量、充放电效率、电化学活性、内阻等性能指标。
循环寿命测试主要通过反复充放电测试来评估材料的稳定性和持久性能。
此外，磷酸铁锂的改性也是提高其性能的重要途径。
例如，通过合成碳包覆磷酸铁锂（C-LiFePO4）可以提高其导电性、离子扩散速率和循环稳定性。
碳包覆磷酸铁锂的制备可以采用碳源共沉淀法、石墨烯覆盖法和碳纳米链法等。
总之，磷酸铁锂的制备及性能研究对于锂离子电池的进一步发展具有重要意义。
通过优化制备工艺、调控材料结构和形貌、改性等方法，可以提高磷酸铁锂材料的性能，进一步提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性。
铁基锂离子电池正极材料的合成与改性研究
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铁 基锂 离子 电池正 极材 料 的合成 与改性 研 究
张 俊 喜 ，任 平 ，徐 娜 ，曹 小 卫 ，许 明 玉 ，杨 希 （ 上海电力学院，上海 高校 电厂腐蚀 防护与应用电化 学重点实验 室，上 海 ２ ０９ ） ０００
摘 要 ：研 究 了共沉淀合成 方法在铁 基锂 离子 电池正极材料制备 中的应 用。考察 了共 沉淀方法在磷 酸铁锂 和磷 酸铁制备 中应用的 可行性和 在材料 改性 方面的优 势。结果表 明：共 沉淀方法 由 于具 有较 好 的分散 效果 ，可 以使 铁 基锂 离子 电池 正极材料 的前躯 体 中各元 素得 到均 匀分 散 ，可以降低 和缩短后期 的热处理结 晶所用的温度和 时间 ，并有效提 高材料 的性 能。文 中
工 艺路线 ，可 以方便地应用 和推广 ； （ ）初步 ３ 的尝试 发现Ｆ Ｐ ｅ Ｏ 材料性 能不够稳定 ， 由于具有
多种 晶型 ，不 同 的 晶 型 其 电 化 学 活 性 也 不 尽 相 同 。 而 且 ，该 材 料 的应 用 与 目前 锂 离 子 电池 的 生 产 工 艺 路 线 不 同 。 所 有 这 些 原 因 都 使 得
３ ０ ｏ２ 年第７ ７ ０ 卷第５ ６ （ —期 总第３ — ９ ８ ３ 期）
具 低 成 本 、规 模 化 生 产 的优 势 ，可 望成 为 ＬＦ Ｐ ｉｅ Ｏ锂离子 电池 正极材料 的后起之秀
ＦＰ ｅ Ｏ 的合成早在２ 世纪９ 年代 就有报道 ，主要 ０ Ｏ
用 于 食 品添加 剂和 涂料 中 的防腐颜 料 ，而将 其 用 在锂 离子 电池 正极材料 的研 究则与ＬＦ Ｐ ｉｅ Ｏ 同
看 ， 目前 ＬＦ Ｐ 制 备 主 要 以 固 相 合 成 法 为 ｉｅ Ｏ 的 主 ， 该 方 法 虽 然 工 艺 简 单 ，但 是 在 合 成 中 需 要 长 时 间 的 混 合 和 高 温 处 理 ， 而 且 需 要 气 氛 保 护 ， 导 致 成 本 增 加 ， 而 且 固 相 混 合 工 艺 不 能 保 证每 一批 次的混 合效 果相 同 ，造 成产 品批 次不 稳 定 ， 进 而 影 响 电 池 组 的性 能 。 而 其 它 合 成 方 法 如 水 热 法 、 微 波 法 等 则 由于 制 备 条 件 要 求 高 或 者 设 备 投 入 大 ， 目前 实 现 规 模 化 生 产 的难 度 较 大 。同时 ，合成 中需要气氛 保护 ，也 使 生产 设 备复 杂化 。因此 ，研 究开 发低成 本 、适 于规
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第 24 卷第 4 期中国有色金属学报 2014 年 4 月 V olume 24 Number 4 The Chinese Journal of Nonferrous Metals April 2014 文章编号：10040609(2014)04097407改性 LiNi1/3Co l/3Mn l/3O2 正极材料的合成及其电化学性能朱继平，张 胜，辛智强，许全保，苏 徽(合肥工业大学 材料科学与工程学院，合肥 230009)摘 要：采用固相反应法制备Mg 2+ 掺杂的锂离子电池正极材料LiNi l/3Co l/3Mn l/3O2， 并将Mg 2+ 最佳掺杂量为0.03(摩 尔分数)的样品进行 CuO 复合。
通过 X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电池测试系统等手段对制备的 LiNi l/3Co l/3Mn l/3O2 样品的结构、形貌及电化学性能进行表征。
结果表明：Mg 2+ 掺杂没有改变LiNi l/3Co l/3Mn l/3O2 的 层状结构，Mg 2+ 掺杂量为0.03的LiNi l/3Co l/3Mn l/3−0.03Mg0.03O2 材料具有最好的电化学性能和循环性能，在0.2C倍 率下， 首次放电比容量达158.5 mA∙h/g， 10次循环后容量保持率为91.2%。
添加CuO的LiNi l/3Co l/3Mn l/3−0.03Mg0.03O2 的首次放电容量为167.4 mA∙h/g，高电压下达到181.0 mA∙h/g；循环10次后，放电比容量为159.4 mA∙h/g，容量 保持率为95.3%，改性后的放电比容量、循环性能及在高倍率和高电压下的性能均得到改善。
关键词：LiNi l/3Co l/3Mn l/3O2；正极材料；Mg 2+ 掺杂；电化学性能；合成中图分类号：TM912.9 文献标志码：ASynthesis and electrochemical properties ofmodified LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode materialsZHU Jiping, ZHANG Sheng,XIN Zhiqiang,XU Quanbao,SU Hui(School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)Abstract: The electrode materials LiNi1/3Co l/3Mn l/3O2 doped Mg 2+ were synthesized by solid state reaction, the optimum sample LiNi l/3Co l/3Mn l/3−0.03Mg0.03O2 was mixed with CuO. The structure, morphology and electrochemical properties of the asprepared materials were characterized by XRD, SEM and battery testing system. The results show that Mg 2+ doping does not change the material layer structure, and the optimum sample is LiNi l/3Co l/3Mn l/3−0.03Mg0.03O2, which has the best electrochemical properties and cycle performance. The first discharge specific capacity of LiNi l/3Co l/3Mn l/3−0.03 Mg0.03O2 is 158.5 mA∙h/g at 0.2C, and the conservation ratio of capacity is about 91.2% after 10 cycles. The first discharge capacity and cycle performance of the sample mixed with CuO improve obviously, which are 167.4 mA∙h/g at0.2C and maintain 95.3% after 10 cycles.The materials have good performances at high rate and high voltage.Key words: LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2;cathode material;Mg 2+ doping;electrochemical properties; synthesis能源问题已经成为全球关注的焦点，许多国家目 前都在开发新能源。
锂离子电池具有无记忆效应、能 量密度高、循环寿命长的优势，是新一代绿色环保的 化学能源 [1] 。
目前，商业化锂离子电池正极材料主要 有LiCoO2、 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、 LiMn2O4 和LiFePO4， 其中 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 材料具有原材料丰富、价格 便宜、安全性好等优点，被认为是最具有发展潜力的 锂离子动力电池正极材料之一 [2] 。
LIANG等 [3] 研究认基金项目：国家自然科学基金资助项目(21373074)；安徽省科技攻关计划项目(11010202133)；安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJ2010A261)；合肥工业大学大学生创新训练计划项目(2013CXSY140)收稿日期：20130730；修订日期：20131026通信作者：朱继平，副教授，博士；电话：055162901362；Email: jpzh@第 24 卷第 4 期 朱继平，等：改性 LiNi1/3Co l/3Mn l/3O2 正极材料的合成及其电化学性能 975为，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 材料由于其高热稳定性，低成 本和低毒性， 使得人们努力把它作为LiCoO2 可能的替 代物。
为了进一步提高 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 材料的电化 学性能，许多学者通过阳离子替代和氧化物复合来提 高其性能 [4] 。
采用阳离子或阴离子对 LiNi1/3Co1/3 Mn1/3O2 进行掺杂或采用金属氧化物或炭黑对其进行 表面包覆改性，可提高其热稳定性和循环性能 [5−9] 。
在 LiNiO2 和 LiNi1−x Co x O2 的研究中证实，采用金属离 子掺杂是抑制阳离子位错现象的有效途径 [10] ，对 LiFePO4 的研究证明，利用高价或低价金属离子掺杂 可提高正极材料的电导率 [11] 。
与掺杂相比，复合对 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 的电化学性能具有较小的消极影 响。
ZHU等 [12] 研究表明，正极材料的复合会减小和限 制其在电解质中的接触面积和溶解。
铜是一种高导电 材料，研究结果表明，在钛酸锂负极材料中复合铜或 铜的化合物，能大幅度提高其导电性及电化学性 能 [13−14] 。
本文作者以氧化镁(MgO)和乙酸铜(Cu(Ac)2) 作为起始原料，通过固相反应合成 LiNi l/3Co l/3Mn l/3−x Mg x O2 和8%CuO复合LiNi l/3Co l/3Mn l/30.03Mg0.03O2 的材 料，并对所合成材料的结构特性和电化学性能进行了 深入研究。
1 实验1.1 Mg 2+ 掺杂和 CuO 复合的 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 的制备1) Mg 2+ 掺杂 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 的制备。
以 Li2CO3、 NiO、 Co2O3、 MnO2、 MgO作为原料， 将Li2CO3、 NiO、Co2O3 和 MnO2 按化学计量比混合，其中为了 弥补高温下 Li2CO3 的损失，通常使 Li2CO3 过量 0.08 mol [15−16] ；再分别加入一定量的MgO 置于混料罐中， 加入一定量的无水乙醇后进行湿法球磨混料20h，合 成掺杂Mg 2+ 的前躯体。
然后将混料罐放入70~80℃的 干燥箱中干燥；再将干燥后的物料放入井式烧结炉中 烧结，均在空气气氛下，升温速率为4 ℃/min，先升 温到500℃，并保温6h，再以4℃/min 升温到800℃， 并保温15 h，随炉自然冷却至室温。
取出样品研细， 得到掺杂的样品 LiNi l/3Co l/3Mn l/3−x Mg x O2(x=0, 0.01, 0.03, 0.05)，放入干燥器中备用。
2) 复合 CuO 的 LiNi l/3Co l/3Mn l/3−0.03Mg0.03O2 的制 备：称取一定量 LiNi l/3Co l/3Mn l/3−0.03Mg0.03O2 粉末和质 量分数为8%的CuO材料混合球磨12~15h， 以无水乙 醇为分散剂，而后在70~80℃干燥箱中干燥；再将干 燥后的物料放入井式烧结炉中烧结；升温速率设置为 4 ℃/min，空气条件下升温至500℃并保温6h，随炉 冷却至室温。
取出样品研细，制得所需的复合材料， 放入干燥器中备用。
1.2 材料结构与形貌的表征测试采用日本理学Rigakur D/Max型X射线衍射仪， 使用Cu Kα 靶，对合成的样品进行物相分析。
采用日 本日立公司 HITACHI S−3500N 型扫描电子显微镜 (SEM)观察样品的粒径和形貌。
1.3 材料的电化学性能测试为了测试样品的额定容量，将活性物质、乙炔黑 和 PVDF 根据质量比 8:1:1 混合，压制成片，然后在 120 ℃真空干燥12 h，采用1 mol/L的 LiPF6/(乙烯碳 酸酯(EC)+二乙基碳酸酯(DEC))(EC 与 DEC 的体积比 1:1)作为电解液，在干燥充满氩气的手套箱中，以金 属锂片作为负极组装成实验电池。
采用深圳新威尔电 子有限公司CT−3008W (5V,10mA)型电池测试系统， 对材料的电化学性能进行测试。
在 2.5~4.3 V 电压范 围进行容量测试，测试电池以0.2~2C倍率充放电。
采 用上海辰华 CHI660D 型电化学工作站对样品阻抗进 行测试，频率设置为 10 mHz~100 kHz，电压振幅为 5 mV。