锂离子电池层状结构三元正极材料地研究进展

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三元材料

三元材料

锂离子电池三元正极材料的研究进展摘要:本文综述了锂离子电池正极材料层状三元过渡金属氧化物Li-Ni-Co-Mn-O的研究进展,讨论了三元材料的结构特性与电化学反应特征,重点介绍了三元材料的制备方法和掺杂、表面修饰等改性手段,并分析了三元材料目前存在的问题和未来的研究重点。

关键词:锂离子电池;Li-Ni-Co-Mn-O;层状结构;制备方法;改性1、引言锂离子电池因其电压高、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点倍受青睐[1, 2],但随着电子信息技术的快速发展,对锂离子电池的性能也提出了更高的要求。

正极材料作为目前锂离子电池中最关键的材料,它的发展也最值得关注。

目前常见的锂离子电池正极材料主要有层状结构的钴酸锂、镍酸锂,尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂。

其中,钴酸锂(LiCoO2)制备工艺简单,充放电电压较高,循环性能优异而获得广泛应用。

但是,因钴资源稀少、成本较高、环境污染较大和抗过充能力较差,其发展空间受到限制[3, 4]。

镍酸锂(LiNiO2)比容量较大,但是制备时易生成非化学计量比的产物,结构稳定性和热稳定性差[5]。

锰酸锂除了尖晶石结构的LiMn2O4外,还有层状结构的LiMnO2。

其中层状LiMnO2比容量较大,但其属于热力学亚稳态,结构不稳定,存在Jahn-Teller效应而循环性能较差[6]。

尖晶石结构LiMn2O4工艺简单,价格低廉,充放电电压高,对环境友好,安全性能优异,但比容量较低,高温下容量衰减较严重[7]。

磷酸铁锂属于较新的正极材料,其安全性高、成本较低,但存在放电电压低(3.4V)、振实密度低、尚未批量生产等不足。

上述几种正极材料的缺点都制约了自身的进一步应用,因此寻找新的正极材料成了研究的重点。

LiCoO2,LiNiO2同为α-NaFeO2结构,且Ni、Co、Mn为同周期相邻元素,因此它们能以任意比例混合形成固溶体并且保持层状结构不变,具有很好的结构互补性。

锂离子电池高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)研究进展

锂离子电池高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)研究进展
Li Yue-zhu1, Huang Xing-wen1, Liao Song-yi2, Liu Yi-dong1, Min Yong-gang1
(1. School of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)
钴酸锂 一般
一般
尚可
较高 热稳定性好
NCM811 最高
一般
一般
最高 易热分解
而富镍层状的镍钴锰酸锂(LiNixCoyMn1-x-yO2(简 称NCM,0 <x,y <1)三元材料虽然也存在缺陷,比如 稳定性较差、安全性能不高等,但因其其他方面性能 相对均衡,兼具有能量密度高、功率密度高、环境友 好等特点被建议作为具有前途的正极材料应用到下 一代锂离子电池中[20-24]。在三元材料中,只有镍和钴 具有电化学活性,锰的存在只是为了稳定晶体结构,
Key words: lithium-ion battery; high nickel ternary cathode material; LiNi0.8Co0.1Mn0 O .1 2 (NCM811); modification technology; conductive additive
由于全球气候变暖备受人们广泛关注,开发可 持续能源是急需的[1-5],在未来可持续再生能源将会
1.2 NCM811的合成方法 三元NCM811正极材料合成的关键技术在于其

锂离子电池三元正极材料(NCM)的材料改性研究

锂离子电池三元正极材料(NCM)的材料改性研究

锂离子电池三元正极材料(NCM)的材料改性研究*刘奕辰(徐州市第一中学 江苏 221000)摘要:随着当今社会清洁能源以及电子设备领域的发展,人们对电池的性能提出了更高的要求。

本文以锂离子三元正极材料为研究对象,从合成方法改进、碳材料包覆、离子掺杂等方面综述了提升电极材料性能的方法。

关键词:锂离子电池;正极材料;碳包覆;离子掺杂中图分类号:T 文献标识码:AStudy on Material Modification of Lithium Ion Battery Ternary Anode Material (NCM)Liu Yichen(Xuzhou No.1 Middle School, Jiangsu, 221000)Abstract :With the development of clean energy and electronic equipment in modern society, people put forward higher requirements forbattery performance. In this paper, lithium ion ternary anode materials are taken as the research object, and the methods to improve the performance of electrode materials are summarized from the aspects of improvement of synthesis method, carbon material coating, ion doping, etc.Key words :lithium ion battery ;anode material ;carbon coating ;ion doping前言在当代,由于世界石油资源的枯竭和自然环境的污染,人们越来越需要新能源去改变现在的能源结构。

锂离子电池三元正极材料(全面)

锂离子电池三元正极材料(全面)

1997年, Padhi等人最早提出了LiFePO4的制 备以及性能研究 。LiFePO4具备橄榄石晶体结构, 理论容量为170 mAh/g, 有相 对于锂金属负极的稳 定放电平台, 虽然大电流充放电存在一定的 缺陷, 但 由于该材料具有理论比能量高、电压高、环境友好、 成本低廉以及良好的热稳定性等显著优点, 是近期研究的重点替 代材料之一。目前, 人们主要采点用击高添温加固标相题法制备LiFePO4 粉体, 除此之外, 还有溶胶-凝胶法、水热法等软化学方法, 这些方法都 能得到颗粒细、纯度高的LiFePO4材料。
三价锰氧化物LiMnO2是近年来新发展起来的一种锂离子电池 正极材料, 具有价格低, 比容量高(理论比容量286 mAh/g, 实 际比 容量已达到200mAh/g以上) 的优势。LiMnO2存在多种结构形式, 其中单斜晶系的LiMnO2和正方晶系LiMnO2具有层状材料的结构 特征, 并具有比较优良的电化学性能。对于层状结构 的LiMnO2而 言, 理想的层状化合物的电化学行点为击要添比加中标间题型的材料好得多, 因 此, 如何制备 稳定的LiMnO2, 层状结构, 并使之具有上千次的循 环 寿命, 而不转向尖晶石结构是急需解决的问题。
(1)可以在LiNiO2正极材料 掺杂Co、Mn、Ca、F、Al等 元素, 制成复合氧化物正极 材料以增强其稳定性, 提高充 放电容量和循环寿命。
(2) 还可以在LiNiO2材料中掺杂P2O5 ; 点击添加标题
(3) 加入过量的锂, 制备高含锂的锂镍氧化物。
锰酸锂具有安全性好、耐过充性好、锰资源丰富、价格低廉及 无毒性等优点, 是最有发展前途的一 种正极材料。锰酸锂主要有尖晶 石型LiMnO4和层状的LiMnO2两种类型。尖晶石型 L iMnO4具有安 全性好、易合成等优点, 是目前研究较多的锂离子正极材料之一。但 LiMn2O4存在John—Teller效应, 在充放电过程 中易发生结构畸变, 造成容量迅速衰减, 特别是在较点高击温添度加的标使题用条件下, 容量衰减更加突 出。三价锰氧化物LiMnO2 是近年来新发展起来的一种锂离子电池正 极材料, 具有价格低, 比容量高(理论比容量286mAh/g, 实际比容量 已 达到200mAh/g以上) 的优势。

锂离子电池三元镍钴锰正极材料研究现状综述

锂离子电池三元镍钴锰正极材料研究现状综述

三元系锂电池正极材料研究现状摘要:综述了近年来锂离子电池层状Li-Ni-Co-Mn-O正极材料的研究进展,重点介绍了正极材料LiNi l/3Co l/3Mn l/3O其合成方法电化学性能以及掺杂、包覆改性等方面的研究结果。

三元系正极材料的结果:LiMn x Co y Ni1-x-y O2具有α-2NaFeO2层状结构。

Li原子占据3a位置,Ni、Mn、Co随机占据3b位置,氧原子占据6c位置。

其过渡金属层由Ni、Mn、Co 组成,每个过渡金属原子由 6 个氧原子包围形成MO6 八面体结构,而锂离子嵌入过渡金属原子与氧形成的(MnxCo yNi1-x-y) O2层之间。

在层状锂离子电池正极材料中均有Li+与过渡金属离子发生位错的趋势,特别是以结构组成中有Ni2+存在时这种位错更为突出。

抑制或消除过渡金属离子在锂层中的位错现象是制备理想α-2NaFeO2结构层状正极材料的关键,在LiMn x Co y Ni1-x-y O2结构中, Ni2+的半径( rNi2+=0.069nm)与Li+的( rLi+=0.076nm)半径接近,因此晶体结构会发生位错,即过渡金属层中的镍原子占据锂原3a的位置,锂原子则进驻3b位置。

在Li+层中,Ni2+的浓度越大,则Li+在层状结构中脱嵌越困难,电化学性能越差。

而相对于LiNiO2及LiNi x Co1-x-y O2,LiMn x Co y Ni1-x-y O2中这种位错由于Ni 含量的降低而显著减少。

同时由于Ni2 + 的半径( rNi2 + =0. 069nm) 大于Co3+ ( rCo3+ = 0. 0545nm) 和Mn4 + ( rMn4 + =0. 053nm) ,LiMnxCo yNi1 - x - yO2 的晶格常数有所增加。

由于充分综合镍酸锂的高比容量、钴酸锂良好的循环性能和锰酸锂的高安全性及低成本等优点,利用分子水平的掺杂、包覆和表面修饰等方法来合成锰镍钴等多元素协同的复合正极材料,因其良好的研究基础及应用前景而成为近年来研究热点之一。

锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池正极材料的研究进展锂离子电池正极材料的研究进展随着清洁能源的发展,锂离子电池作为一种高能量、高功率密度的电池,已被广泛应用于移动物体、电动汽车、储能系统等方面,锂离子电池中的正极材料是实现高性能锂离子电池的关键。

本文将从锂离子电池正极材料的发展历程、材料的结构与性能、新型材料的研究和应用等方面展开详细的介绍和分析。

一、锂离子电池正极材料的发展历程20世纪80年代中后期,最早的锂离子电池是由四种材料构成的:平板石墨负极、聚乙烯隔膜、液态电解质和金属氧化物正极。

但是,由于金属氧化物正极的电化学性能不佳,限制了锂离子电池的应用,于是人们开始研究新型的锂离子电池正极材料。

1990年,日产汽车公布了采用碳酸锂电解液和三元材料(LiCoO2)的锂离子电池作为电动汽车动力源的计划。

1997年,索尼公司发布了使用锰酸锂(LiMn2O4)作为正极材料的锂离子电池,在实验室内能够实现高达1000次充放电循环,在国际市场上得到了广泛的推广。

之后,锂离子电池正极材料的研究进入了全新的阶段,市场上出现了一大批新型材料,如LiFePO4、LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2等,已成为锂离子电池领域中的热门研究方向。

二、锂离子电池正极材料的结构与性能锂离子电池正极材料的结构一般是层状结构、尖晶石结构、钠层化合物结构、硅基嵌入化合物结构、钙钛矿结构和氧化物渗透缺陷结构,其物理化学性质也有所不同。

LiCoO2是最早应用于锂离子电池的材料之一,其具有较高的理论容量和电化学效率,但是由于其参数退化、安全性差以及高的成本等问题,不断推进了对新型的锂离子电池正极材料的研究。

LiFePO4是一种锂离子电池正极材料,它具有高的理论容量、低的电化学电位和充电的极高可逆性,但是其电导率较低,电量功率较低,在高功率环境下却发生了否决性的出现。

LiMn2O4是一种高性能的锂离子电池正极材料,其较高的电化学反应速度能够有效提高锂离子电池的安全性,但是容易发生相关的氧化还原反应,导致容量的降低。

锂离子电池三元高镍正极材料的改性及电化学性能研究

锂离子电池三元高镍正极材料的改性及电化学性能研究

锂离子电池三元高镍正极材料的改性及电化学性能研究摘要:为了提高锂离子电池的性能,本研究采用了化学共沉淀法制备了三元高镍正极材料。

随后,对其进行了改性处理,包括高温焙烧、表面修饰和掺杂等方法,并研究了不同改性方法对其电化学性能的影响。

结果表明,采用掺杂方法改性的三元高镍正极材料具有更好的电化学性能,其中最佳掺杂剂为钴和铁,能够显著提高其比容量和循环寿命。

关键词:锂离子电池;三元高镍正极材料;改性;电化学性能引言锂离子电池是目前最广泛应用的一种可充电电池,具有高能量密度、长循环寿命等优点。

其中正极材料是决定电池性能的关键因素之一,而三元高镍正极材料由于具有高的比容量和低的成本,在近年来受到了广泛的研究。

然而,其电化学性能仍存在一些缺陷,如循环寿命短、容量衰减等问题。

因此,如何改善其性能成为了当前研究的重要方向之一。

方法本研究采用化学共沉淀法制备了三元高镍正极材料,其中镍、钴、锰的质量比为5:3:2。

随后,对其进行了高温焙烧、表面修饰和掺杂等方法进行改性处理。

结果与讨论通过扫描电镜和透射电镜等实验手段对样品进行了形貌和结构表征,发现掺杂元素的引入能够显著改变材料的颗粒形貌和晶体结构。

同时,改性后的三元高镍正极材料具有更优异的电化学性能,在充放电容量、循环寿命等方面均有明显提高。

其中,采用掺杂方法改性的样品具有最佳的性能表现,钴和铁掺杂元素的引入能够显著提高其比容量和循环寿命,且其性能稳定性较高。

结论本研究通过对三元高镍正极材料进行改性处理,发现掺杂方法能够显著提高其电化学性能,其中最佳掺杂元素为钴和铁。

该研究为提高锂离子电池性能提供了新思路和方法。

离子电池是目前最常用的可充电电池之一,在诸多领域得到广泛应用,比如移动通信、电动汽车、储能系统等。

其中,三元高镍正极材料由于其高比容量、低成本等优点而备受研究者们的关注,然而其电化学性能仍存在不足之处,主要体现在循环寿命短、容量衰减等方面。

因此,如何提高该材料的性能成为当前研究的热点问题之一。

锂离子电池三元正极材料的研究现状

锂离子电池三元正极材料的研究现状

锂离子电池三元正极材料的研究现状发布时间:2022-08-19T08:56:15.702Z 来源:《当代电力文化》2022年8期作者:李艳卫[导读] 移动电源随着电子时代的到来被广泛应用于各行各业。

由于传统电池无法满足使用需求,李艳卫天津国安盟固利新材料科技股份有限公司天津市 301899摘要:移动电源随着电子时代的到来被广泛应用于各行各业。

由于传统电池无法满足使用需求,使锂离子电池迎来高速发展时期。

而锂离子电池,主要依托于正极材料,而三元材料为目前潜力最大的正极材料之一,所以相关工作人员对其进行了研究,本文就其研究现状进行分析,以供参考。

关键词:锂离子电池;三元材料;正极材料引言:三元材料具有较高比容量,且可通过更改元素比例取得不同应用效果,可满足锂离子电池需求,并为锂离子电池发展带来新的可能。

由于在时代的发展下,人们对锂离子电池提出了具有较高稳定性、安全性等要求。

所以,相关工作人员就此进行研究,现对研究进展进行汇报:1. 锂离子电池三元正极材料的研究现状三元材料为目前潜力最大的正极材料之一,所以近几年来的产量暴增。

其简单来说就是基于钴酸锂添加过渡金属镍、锰等元素,从而形成镍锰钴锂氧化物。

与其他正极材料相比,其优势在于:比容量较高,可以借助调整元素比例这一方式达成不同的使用效果。

镍锰钴三元材料因为掺杂了锰元素,所以具有较强稳定性,即便进行了锂电子的嵌脱,也不会出现结构崩塌的问题。

此外,通过镍元素的掺杂,可将三元材料的容量大大提升,并将其转变为全新变价元素。

2.锂离子电池三元正极材料的制备研究固相法和共沉淀法为较为传统的制备方法,而在时代的发展下,这些制备方法逐渐无法满足人们需求,所以相关工作人员在此基础上进行了研究,提出一些新的制备方法,如:溶胶凝胶、喷雾干燥、喷雾热解、流变相等。

2.1固相法最初,相关人员便是借助这一方法制备的镍钴锰比例为333的三元材料[1]。

由于当时在此方面的研究不够成熟,所以只是借助机械对相关材料进行了混合,三元材料具有化学性能不稳定、粒径大小不一等问题。

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锂离子电池层状结构三元正极材料的研究进展(中山大学化学与化学工程学院广州 510275)摘要为改进锂离子电池的性能,化学家们一直致力于电极材料的研究。

其中,正极材料的研究更是重中之重,各种正极材料层出不穷,而层状结构三元正极材料LiNi x Co y Mn1-x-y O2因为具有较高的可逆容量、循环性能好、结构稳定性、热稳定性和相对较低的成本等优点,近年来成为研究热点。

本文主要简介其结构特点与电化学特性,并综述其制备方法的改良和改性手段,并分析该材料目前存在的问题和对其未来发展做一个设想。

关键词锂离子电池层状结构 LiNi x Co y Mn1-x-y O2 研究进展Research progress in layered structural ternary cathode materials for lithium ion batteriesAbstract To improve the properties of Li-ion Battery, the chemist have been working for suitable electrode materials. Among them, the study of cathode materials is a top priority. There are a variety of cathode material. And in recent years, Layered Structural LiNi x Co y Mn1-x-y O2as a cathode has been a hot topic, because it has a lot of advantages, such as, it has a high reversible capacity, good cycle performance, structural stability, thermal stability and relatively low cost, etc. This paper is about the introduction of its structural features and electrochemical characteristics, as well as a review of the improvement and modification means of their preparation. Finally, there are analysis of the existing problems of the materials and a vision of its future development.Key words lithium ion batteries; layered structure; LiNi x Co y Mn1-x-y O2; research progress1.引言锂离子电池的具有工作电压高、能量密度高、自放电效率低、循环寿命长、无记忆效应和环保等优点,因此广泛应用于生产生活中。

但同时,锂离子电池也存在快充放电性能差、大电流放电特性不理想、价格偏高、过充放电较危险等缺点,为解决上述问题,科学家们一直专注于电池材料的研究。

其中,又以正极材料最为重要,因为正极材料在充放电过程中提供锂源,包括正负极嵌锂化合物往复嵌入/脱嵌所需要的锂,以及负极材料表面形成钝化膜所需的锂。

正极材料决定着电池安全、电化学性能(能量密度、倍率充放电性能、高低温充放电性能、循环能力)和价格等关键因素。

[1]因此对正极材料的要求非常严格:比能量高、比功率大、自放电少、价格低廉、使用寿命长、安全性好,以适用各方面的要求。

所以对于正极材料的研究一直没有停止,目前,应用较广的正极材料有:层状结构材料LiCoO2、LiNiO2正极材料、LiMn2O4材料、LiFePO4等。

这些材料各有各的优缺点,例如,层状结构材料LiCoO2作为正极材料的锂电池,具有工作电压高、放电平稳等优点,但也存在资源匮乏、污染环境等缺点。

与LiCoO2相比,LiNiO2因价格便宜且具有高的可逆容量,被认为最有希望成为第二代商品锂离子电池材。

LiNiO2的理论比容量为274mAh/g,实际可达到180mAh/g以上,远高于LiCoO2,具有价廉、无毒,等优点,不存在过充电现象。

但它作为正极材料,也存在制备困难、结构不稳定,易生成Li1-y Ni1+y O2等问题。

其他较为常见的正极材料也存在各自的优缺点,在此不赘述。

任何材料都存在正反两面,我们没办法找到完美的材料,但是我们可以寻找尽可能适合我们要求的材料。

而层状结构三元正极材料LiNi x Co y Mn1-x-y O2是现在较为热门的研究材料。

因为它具有较高的可逆容量、循环性能好、结构稳定性、热稳定性和相对较低的成本等优点[2]。

本文主要简介其结构特点与电化学特性,并综述其制备方法的改良和改性手段,并分析该材料目前存在的问题和对其未来发展做一个设想。

表1 常见正极材料及其性能比较[30]2.结构特点与电化学性质层状结构三元正极材料LiNi x Co y Mn1-x-y O2最早出现在人们视野中是在1998年,Liu[3]等用Co、Mn取代LiNiO2中的Ni,用氢氧化物共沉淀法制备了LiNi1-x-y Co x Mn y O2系列材料,发现该材料的电化学性能比LiNiO2更为优异,十分适合作为电极材料。

常见的的三元材料有:LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2等,其研究者以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例,研究了三元正极材料的结构、电化学特性等性质。

层状结构三元体系正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有与LiCoO2相似的α -NaFeO2结构,R-3m空间群,三方晶系,其晶体结构如图1[4]所示。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中,O2-离子占据立方紧密堆积结构中阵点的位置,Li+和过渡金属离子则占据密堆积结构中的八面体空位,且交替排列在立方密堆积结构的(111)面上,分别位于3a和3b位置,O2-离子位于6c位置。

另外,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的理论比容量高达277.8 mAh/g。

在充放电的过程中,氧化还原电对Ni2+/Ni4+和Co3+/Co4+具有电化学活性,而Mn4+是电化学惰性的,只是起到稳定材料结构的作用,Co3+的存在抑制了锂镍阳离子的混排。

[2]3.制备方法及制备条件优化制备方法对于锂离子电池材料的性能影响很大。

目前较为常用的层状结构三元正极材料的制备方法主要有高温固相法[5.6.7]、共沉淀法[8-14]、溶胶凝胶法等。

商用层状结构三元正极材料的制备,则主要是先通过共沉淀法合成前驱体,再混合锂源高温烧结得到产品。

3.1 高温固相法及其条件优化固相法是一种传统的制粉工艺,一般需要在高温下进行,该法制备的粉体颗粒无团聚、填充性好、成本低、产量大、制备工艺简单等优点,但其缺点也十分显著,如能耗大、效率低、粉体不够细、易混入杂质等。

Ohzuku[5]首次采用此法以LiOH·H2O、CoCO3、(Ni+Mn)(OH)2为原料,空气中1000℃烧结15h,首次合成出具有电化学性能的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2化合物。

但因为其严重的缺点,基本上已经很少单独应用,主要是与共沉淀法联合应用。

但是也有不少人致力于改善条件或对样品进行前处理等以使得产品较为均匀。

如郭瑞等[6]采用球磨法来辅助高温固相法合成了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2;他们在高温煅烧前对初始反应物进行球磨活化, 可使反应物混合更加均匀, 合成后产物的颗粒粒径分布窄, 而且具有成本相对较低的优点;而孙学义等[7]则先用采用喷雾干燥将浆料快速干燥,防止浆料在干燥过程中出现分层,引起成份分布不均;再用高温固相法合成目标产物。

另外,赵瑞瑞等[8]采用高温固相法烧结制备得到正极材料Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等电化学性能测试手段,探讨高温烧结工艺中不同锂源对材料结构、形貌及电化学性能的影响,结果表明,采用Li OH 作为锂源合成的材料与采用其他锂源相比,具有较好的层状结构和电化学性能.该材料在0.1C倍率下的首次充放电容量和库伦效率较高(172.7 mAh/g,89.08%),在0.5C、1C倍率下循环50次后,材料的放电容量仍保持在144.5 mAh/g和136.2 mAh/g。

而张延亮等[9]研究了摩尔比对材料性能的影响。

以CH3COOLi·2H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O为原料,采用高温固相法制备正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。

采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征,用恒电流充放电测试系统测试材料的电化学性能。

实验结果表明,结果表明:在该实验条件下,Li/(Ni+Co+Mn)摩尔比为1.1:1的样品的阳离子混排程度最低。

电化学性能结果表明:随着Li/(Ni+Co+Mn)摩尔比的增加,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2首次充放电比容量及效率皆是增大至最大值,然后再减小。

而其循42次后的放电比容量的保持率却随着Li/(Ni+Co+Mn)比值的增加而增加。

这说明在同一焙烧条件下,Li/(Ni+Co+Mn)比值偏离其计量比时,对其电化学性能的影响较大,Li/(Ni+Co+Mn)比值小于计量比及大于计量比过多时都会恶化其电化学性能。

结果表明,Li/(Ni+Co+Mn)摩尔比值应在1.1:1时最为合适。

充放电电压为2.6-4.6V,电流密度为0.1C循环3次,0.2C循环20次,0.5C循环20次,在Li/(Ni+Co+Mn)摩尔比为1.1︰1时合成的正极材料的首次放电比容量为181.5mAh/g,43次后的放电比容量为161.5 mAh/g,容量保持率为88.98%。

3.2 共沉淀法及其条件优化沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合,在混合液中加入适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧,从而制得相应的粉体颗粒。

与传统固相法相比有以下优点:原料可以达到原子或分子级的计量混合,最终产物的形貌和粒径分布可精确控制,烧结温度和时间大幅降低。

[10]传统的三元材料共沉淀法是将锂盐与镍、钴、锰的盐共沉淀,直接高温烧结。

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