Li[Ni<,1/3>Co<,1/3>Mn<,1/3>]O<,2>材料的制备及电化学性能研究
本论文首先研究了制备高密度球形Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2正极材料的一种新方法——碳酸盐共沉淀法。通过碳酸盐共沉淀前驱体的热重分析(TG)，并结合X射线衍射(XRD)分析，确定了前驱体的预烧温度应该在600℃。考察了不同煅烧温度(800℃、850℃、900℃、950℃和1000℃)对Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2的结构和电化学性能的影响，结合扫描电镜(SEM)分析，发现在900℃下制得的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2呈球形，粒径均一，具有α-NaFeO2结构，在不同温度下制备的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2中，它的放电容量最高，循环性能和倍率性能最好。但Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2在高压(2.5～4.8V)下的循环性能较差。通过循环伏安(CV)研究Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2在充放电过程中的电极反应，发现在2.5～4.3V之间只有一对Ni2+/Ni4+氧化还原峰，而在2.5～4.8V之间有Ni2+/Ni4+、Co3+/Co4+两对氧化还原峰。
分别采用TiO2和MgO对Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2进行包覆研究以改善其循环特性，结合X射线衍射(XRD)分析，考察了不同包覆量对Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2结构和电化学性能的影响。发现包覆没有改变Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2的结构；随着包覆量的增加，Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2的首次放电容量逐渐降低，但在2.5～4.3V电压区间的循环性能得到改善，2.0％-TiO2和1.0％-MgO包覆的样品循环性能最佳。包覆没能改善Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2在2.5～4.8V电压区间的循环性能。由于目前商业化锂离子电池的充电截止电压很少超过4.3V，TiO2和MgO包覆对改善Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2循环性能仍有实际意义。
通过溶胶凝胶法和氢氧化物共沉淀法制备了Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2正极材料，并与碳酸盐共沉淀法制备的Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2在结构和电化学性能上进行了比较。发现采用碳酸盐所制Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2的密度、电化学性能都优于溶胶凝胶法所制。与氢氧化物法所制样品相比，其电化学性能相差不大，但避免了气氛保护，制备方便易行。
锂离子电池;正极材料;碳酸盐共沉淀;包覆量
北京化工大学
硕士
应用化学
李建刚;吕九琢
2006
中文
TM912.9;O646.54
72
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）