鋰離子電池三元復(fù)合正極材料的改進(jìn)與性能研究.pdf

1、鋰離子電池發(fā)展至今，正極材料的研究成為決定鋰離子電池性能的主要決定因素；目前主流的正極材料仍然是鈷酸鋰，但是由于鈷資源的有限，使得材料的價(jià)格飛漲，并且其性能存在缺陷，所以急需一種新型的替代材料的問(wèn)世。
　　 本課題所研究的三元復(fù)合(Ni、Co、Mn三種過(guò)渡金屬元素)正是在這樣的背景下受到了廣大研究者以及鋰電池材料商家的熱衷。本課題利用溶膠凝膠結(jié)合固相燒結(jié)法，主要研究了以下主要內(nèi)容：①通過(guò)改變Li元素比例從而研究材料內(nèi)部LiMnO

2、2/Li2MnO3兩相對(duì)材料性能的影響；②通過(guò)微量添加Li元素研究其對(duì)材料性能的影響；③研究了不同Ni、Co比例對(duì)材料性能的影響；④考察了最終燒結(jié)條件對(duì)材料性能的影響。
　　 通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，Li2MnO3相不僅可以起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)框架的作用，同時(shí)可以在高電位下被電化學(xué)激活，從而具有電化學(xué)活性而增加材料的可逆/不可逆容量，Li1.2Mn0.5Ni0.1Co0.2O2型材料具有最優(yōu)的電化學(xué)性質(zhì)；在此基礎(chǔ)上，適量Li元素的添加可以彌補(bǔ)由于

3、Li的高溫?fù)]發(fā)造成的結(jié)構(gòu)缺陷；進(jìn)一步分析得到，當(dāng)Ni、Co比例為1∶2時(shí)材料的各項(xiàng)性能發(fā)揮最佳；Ni含量的增加會(huì)使電壓平臺(tái)升高，增加材料的穩(wěn)定性，但是同時(shí)也是材料的放電容量降低；而Co含量的增加雖然會(huì)增加材料的可逆容量，但是同時(shí)也從某種程度上增加了不可逆容量損失；基于以上分析，最終篩選出最佳的化學(xué)配比：Li1.24Mn0.5Ni0.1Co0.2O2。
　　 同時(shí)，本課題研究得出最優(yōu)的高溫?zé)Y(jié)條件為：燒結(jié)溫度850℃(850～95