表面活性剂辅助合成LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料

通过添加烷基季铵盐类表面活性剂来调控材料形貌和粒径的改性方法,在LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)前驱体合成过程中添加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),利用尿素作为配合剂和沉淀剂,采用溶剂热法合成LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)前驱体。最后,高温混锂煅烧合成椭球形的空心多孔材料。相比于不添加表面活性剂的样本,改性的材料有着更小的粒径和更加规整的形貌。电化学测试表明,添加DTAB和CTAB之后,首次充电容量分别达到223与251 mAh·g^(-1)(0.1C)。其中,添加CTAB的样品首次放电容量达到216 mAh·g^(-1)(0.1C),100次循环后容量保持率为85.1%,高于LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)的81.7%(0.1C)。表面活性剂的改性显著提高了材料的电化学性能,为高镍三元正极材料的改性提供了一种新的思路。

锂离子电池高镍三元正极材料前驱体制备工艺的研究

高镍三元正极材料(NCM811)具备较高的能量密度等优点受到广泛关注。Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_(2)作为NCM811的前驱体,其结构、形貌等直接影响NCM811的结构和电化学性能。本文以Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_(2)前驱体为研究对象,研究了配位剂用量、合成温度、pH值、搅拌速度等条件对前驱体物相结构、形貌及正极材料电化学性能的影响,得到合成NCM811前驱体的最佳工艺条件。结果表明,最优的配位剂用量4 mol·L^(-1)、pH 11~11.5、搅拌速度1040 r·min^(-1)、反应温度50℃,将在此条件下制备的前驱体锂化预热、烧结获得的正极材料在0.2 C时放电容量高达198.5 m Ah·g^(-1),10 C时放电容量为132.7 m Ah·g^(-1)。