合成温度对全梯度正极材料LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_2的结构和电化学性能影响（英文）

通过控制结晶法和浓度梯度进料的方式制备了Ni、Co和Mn三元素组分含量呈全梯度分布的类球形Ni_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)(OH)_2前驱体,与LiOH·H_2O均匀混合并焙烧后获得LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_2正极材料,系统研究了不同焙烧温度对材料Ni、Co和Mn三元素扩散情况、晶体结构及电化学性能的影响规律。通过能谱仪(EDXS)分析不同焙烧温度下材料颗粒中Ni、Co、Mn三元素的扩散程度。研究结果表明,在800℃下焙烧得到的正极材料梯度分布特征明显且电化学性能最佳,首次放电比容量为186.1 m Ah·g^(-1)(2.8~4.3 V,0.2C),2C大倍率充放电条件下循环200次后容量保持率为90.1%。这种材料兼具高比容量及良好的循环稳定性,可以用作下一代高能量密度锂离子电池正极材料。

正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2包覆LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的性能

以NiSO4.6H2O、CoSO4.7H2O、MnSO4.H2O、NH3.H2O及NaOH为原料,采用共沉淀方法在LiNi0.8Co0.15Al0.05(OH)2球形粒子表面包覆一层Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2三元材料前驱体,配锂后在750℃下、氧气气氛中焙烧12 h,合成复合层状材料Li[(Ni0.8Co0.15Al0.05)0.97(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.03]O2。复合层状材料具有核壳结构,包覆壳层的厚度约为1μm。复合层状材料在2.8～4.3 V充放电,0.1 C首次放电比容量为188.2 mAh/g;0.2 C循环100次的容量保持率为96.2%;在55℃下以0.2 C循环100次,放电比容量保持在163.2 mAh/g。

高压实富镍正极材料LiNi_(0.85)Co_(0.06)Mn_(0.06)Al_(0.03)O_2的制备

通过控制结晶法制备高密度类球形Ni_(0.85)Co_(0.06)Mn_(0.06)Al_(0.03)(OH)_2前驱体,与LiOH·H_2O均匀混合后,在820℃于氧气气氛下进行高温煅烧,最终合成高压实富镍正极材料Li Ni_(0.85)Co_(0.06)Mn_(0.06)Al_(0.03)O_2。通过扫描电子显微镜(SEM)表征前驱体、正极材料及正极片的形貌;X射线衍射(XRD)表明材料具有良好的六方单相层状α-NaFeO_2结构,能谱仪(EDS)分析表明材料颗粒中各组分含量呈均匀分布。制备的LiNi_(0.85)Co_(0.06)Mn_(0.06)Al_(0.03)O_2正极材料具有良好的加工性能和很高的压实密度,极片压实密度达到了3.82 g·cm^(-3)。以该极片组装的模拟电池具有良好的电化学性能,尤其具有优异的倍率性能,在电压区间2.8~4.3 V和0.2C电流密度充放电条件下,首次放电比容量为211.7 mAh·g^(-1),首次充放电效率88.9%,5C大倍率充放电条件下容量仍达到180.2 mAh·g^(-1),循环200周容量保持率为80.4%。

Zr掺杂对正极材料Li(Ni_(0.9)Co_(0.05)Al_(0.05))O_2的电化学性能影响

通过控制结晶法制备类球形Ni_(0.9)Co_(0.05)Al_(0.03)Zr_(0.02)(OH))2前驱体,与LiOH·H_2O均匀混合后,在750℃下于氧气中进行高温焙烧,最终合成正极材料Li(Ni_(0.9)Co_(0.05)Al_(0.05))O_2。扫描电子显微镜(SEM)结果显示前驱体及正极材料具有良好的形貌;X射线衍射(XRD)表明材料具有规整的六方单相层状α-Na FeO_2结构;能谱仪(EDXS)分析表明Zr元素在材料颗粒内部呈均匀分布。合成的Ni_(0.9)Co_(0.05)Al_(0.03)Zr_(0.02)O_2正极材料具有良好的电化学性能,在25℃,2.8~4.3 V充放电条件下,0.2C首次放电比容量为221.5 m Ah·g-1,充放电效率90.3%,2C倍率充放电条件下容量仍达到192.7 m Ah·g-1,100周循环后的容量保持率为92.2%。在55℃,2.8~4.3 V的高温充放电条件下,该材料的0.2C首次放电比容量可达236.2 m Ah·g-1,2C充放电倍率下循环100周容量保持率为85.1%。