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锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的合成与改性

作　者: 伍斌
导　师: 胡国荣
学　校: 中南大学
专　业: 材料冶金
关键词: 锂离子电池 正极材料 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 高温预处理 表面改性
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


由于具有高容量,低成本等优势,高镍系正极材料是一种极具应用前景的锂离子电池材料。然而,目前的方法合成的材料还存在诸多不足,其性能有待改进。论文针对共沉淀法合成LiNi0.8Co0.15Al0.0502工艺中的关键问题展开系统研究,探索了一种高容量正极材料的合成工艺。该工艺操作简单,成本低,有助于实现LiNi0.8Co0.15Al0.0502材料的产业化。论文通过控制结晶法合成了球形前驱体。配锂盐,热处理合成了LiNi0.8Coo.15Al0.05O2材料。考察了预处理温度、预处理时间、焙烧温度等合成条件对材料的结构、形貌及电化学性能的影响。得到了优化的合成条件：前驱体在750。C下高温预处理4h后,加入理论锂用量105%的锂盐,在氧气气氛下750℃恒温煅烧15h。优化条件下合成的材料表现出了优异的电化学性能。0.1C,0.2C和2.5 C充放电倍率下,材料的放电比容量分别为203.2 mAh·g-1,192.4 mAh·g-1和146.8 mAh·g1。0.2C和2.5C充放电倍率下30次循环后,容量保持率分别为93.7%和93.3%。考察了不同包覆工艺及不同包覆组分对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料电化学性能的影响。沉淀法包覆LiCoO2的材料表现出最好的电化学性能。55℃、0.2C充放电倍率下,包覆钻量为1.2wt%材料首次放电比容量为191.7 mAh·g1,经过38次充放电循环后,容量保持率为93.7%。采用溶胶-凝胶法合成了Si02包覆LiNi0.8Coo.15Al0.05O2材料,其中,包覆1.0wt% Si02的材料具有最高的初始容量和最好的循环性能。55℃,O.1C和0.2C充放电倍率下,材料的首次放电比容量分别为199.1 mAh·g1和191.9 mAh·g-1,0.2C充放电倍率下循环30次,容量保持率为94.6%。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 蓄电池
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