前驱体合成温度对高镍正极LiNi_(0.91)Co_(0.06)Al_(0.03)O_(2)性能的影响

高镍正极材料具备高的能量密度和低的原料成本,被认为是极具前景的动力电池材料。高镍正极材料的容量和循环性能非常依赖于其氢氧化物前驱体的物化性能。但是,正极材料与对应前驱体的关联性研究相对较少。报道了LiNi_(0.91)Co_(0.06)Al_(0.03)O_(2)前驱体的合成温度(50~70℃)对前驱体物化性能及对应正极材料的总体性能的影响。测试结果证明前驱体的共沉淀温度为60℃时,对应的LiNi_(0.91)Co_(0.06)Al_(0.03)O_(2)正极材料具备好的结晶度和均匀的一次晶粒分布,表现出最优异的电化学性能,0.1 C下该高镍正极材料表现出217 mAh/g的初始放电比容量,1 C下循环50圈的容量保持率为93.1%。同时,该温度下制备的前驱体对应的正极材料具备优异的热稳定性,其放热峰值温度为212.5℃,放热量为1574 J/g。该研究证明了前驱体合成温度对正极材料性能的影响,为高镍正极材料工艺优化提供了指导性意见。

超高镍NCA三元前驱体的制备及对应正极材料的研究

以硫酸镍、硫酸钴、偏铝酸钠为原料,通过共沉淀法制备超高镍NCA三元前驱体Ni_(0.91)Co_(0.06)Al_(0.03)(OH)_(2),并通过高温固相法合成对应的正极材料LiNi_(0.91)Co0.06Al_(0.03)O_(2),利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、粒度分析仪及电化学工作站对前驱体及对应正极材料的形貌、晶体结构、颗粒大小及电性能进行表征。测试结果表明:流量20mL/min得到的正极材料结晶度好,没有其他杂质存在,粒径在11μm左右,球形度好且一次颗粒分布均匀;电化学性能较好,0.1C下首次充电比容量为232.44mAh/g,首次放电比容量为211.49mAh/g,100圈后容量保持率为78.6%。