LiNi1-3Co1-3Mn1-3O2正極材料的制備與改性研究.pdf

1、本文以CH3COOLi·2H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O和Mn(CH3COO)2·4H2O為主要原料，采用高溫固相法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。并利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜和LAND電池測試系統(tǒng)等表征方法對(duì)LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2進(jìn)行表征。研究了高溫固相法合成過程中的煅燒溫度、煅燒時(shí)間和鋰含量等合成條件對(duì)合成的LiNi1/3Co1/

2、3Mn1/3O2的結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的最佳工藝條件為T=900℃、t=20h、n(Li)/n(Ni+Co+Mn)=1.1。該條件下合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有良好的α-NaFeO2型層狀結(jié)構(gòu)，而且晶型結(jié)構(gòu)完整，顆粒大小均勻，還具有較好的電化學(xué)性能。充放電測試結(jié)果顯示，該樣品在0.1C放電倍率下的首次放電比容量為181.5mAh/g，循環(huán)43次后，其容

3、量的保持率為88.98％。
　　對(duì)合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2進(jìn)行摻雜改性研究，研究了Cr3+摻雜、F－摻雜以及Cr3+和F－共同摻雜對(duì)LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：Cr3+摻雜沒有改變LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶型結(jié)構(gòu)，而且可以提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的首次放電比容量。合成的Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95C

4、r0.05O2樣品的結(jié)構(gòu)較為完整，陽離子混排程度較低。顆粒大小均勻，粒徑尺寸在300~900nm。該樣品在0.1C倍率下的首次放電比容量為187.6mAh/g，循環(huán)43次后容量的保持率為87.63%。
　　摻雜F合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O1.96F0.04樣品α-NaFeO2結(jié)構(gòu)完整，陽離子混排程度較低。顆粒輪廓清晰、結(jié)晶度高，不僅表面光滑，而且顆粒大小比較均勻。且該樣品在0.1C倍率下的首次放電比容量為181.1