以α型氢氧化物前驱体制备LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2及其电化学性能

本文采用球形Al/Co部分取代α型Ni(OH)2为前驱体成功制备了锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。首先采用氢氧化钠与碳酸钠为沉淀剂合成出Al/Co部分取代α型Ni(OH)2,然后将之与LiOH·H2O混合,最后在氧气气氛中不同温度下热处理8h,即可得到球形LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料。X射线衍射结果表明,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料为α-NaFeO2相。扫描电镜结果表明,材料颗粒形貌为球形。热重分析结果表明合成LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的主反应温度在700～750℃之间。振实密度测试结果表明,750℃下制备的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料可达2.2g·cm-3。恒流充放电结果表明,该材料在0.5mA·cm-2电流密度下,在3.0～4.3V间的首次充电容量可达210.3mAh·g-1,首次放电容量为179.7mAh·g-1,充放电效率为85.4%。与采用以β-Ni0.85Co0.15(OH)2为前驱体合成的LiNi0.85Co0.15O2和Al掺杂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2相比,尽管其首次放电容量与放电效率都有所降低,但循环性能有所提高,50周期后容量仍为初始容量的89.5%。研究表明,以球形Al/Co部分取代α型Ni(OH)2作为前驱体为球形氧化镍钴铝锂材料的制备提供了一条新的途径。

球形钴盐前驱体制备及性能分析

采用改进的均相沉淀法制备出球形钴盐前驱体。利用SEM等各种测试手段,对影响材料性能的各种因素进行了详细分析。研究表明,该方法制备的球形化前驱体具有良好的理化指标:粒度适中,球形化较好,振实密度较高。

球形钴酸锂制备及性能研究

采用了改进的均相沉淀法合成球形前驱体,与Li2CO3进行混合,在900℃高温焙烧10h后合成球形Li-CoO2。用XRD和SEM等对材料理化性能进行了表征,该材料球形结构完整,振实密度高;在电化学性能测试中该材料首充放比容量达到了159 mAh/g,并且具有良好的循环性能。

覆Co型Ni(OH)_2的性能研究

制备了覆Co型的Ni(OH ) 2 ,并对原粉和包覆粉进行了比较研究。结果表明 :包覆Co的Ni(OH ) 2 比原粉在电化学性能上有较大的提高。覆Co能改善正极主反应充电效率 ,大大提高电极初始电容量 ,减缓衰降。包覆粉中Co化合物与Ni(OH) 2 颗粒结合紧密 ,在将来的电池制作中 ,可使包覆粉在极片涂膏时 ,容易涂入更多的活性物质 ,即提高活性物质填充量 ,进而提高电池的容量。

富锂锰基正极材料反应机理研究进展

富锂锰基正极材料xLi_(2)MnO_(3)·(1-x)LiMO_(2)(M=Ni,Co或Mn)具有比容量高(≥250 mA·h/g)和成本低的显著优势,近年来受到学术界和工业界的广泛关注。但是,关于材料的结构和反应机理等问题一直存在着一些争议。对富锂锰基材料的结构和反应机理进行了总结和评述。对材料的结构总结了单相固溶体、两相混和物、局部阳离子有序排列3种观点,通过分析发现富锂锰基材料的结构与元素的比例、制备条件等密切相关。反应机理重点阐述了材料的Li^(+)/H^(+)交换理论、阴离子氧氧化还原机理(阴离子电荷补偿理论)和Mn^(4+)/Mn^(7+)反应机理假说,并对阴离子氧氧化还原反应过程的中间产物是否存在O—O二聚体或者氧空穴进行了讨论分析。最后,对这类材料未来的产品化应用方向提出了展望,混掺使用可能是富锂锰基材料产业化的切入点,高性价比的富锂锰基材料的产业化应用将再一次推动锂离子电池发展迈向一个新台阶。