鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：686次 | 2023年09月04日
詳解三元系鋰離子電池正極材料研究現(xiàn)狀
三元系正極材料的結(jié)果
LiMnxCoyNi1-x-yO2具有α-2NaFeO2層狀結(jié)構(gòu)。Li原子占據(jù)3a位置，Ni、Mn、Co隨機(jī)占據(jù)3b位置,氧原子占據(jù)6c位置。其過(guò)渡金屬層由Ni、Mn、Co組成,每個(gè)過(guò)渡金屬原子由6個(gè)氧原子包圍形成MO6八面體結(jié)構(gòu)，而鋰離子嵌入過(guò)渡金屬原子與氧形成的(MnxCoyNi1-x-y)O2層之間。在層狀鋰離子電池正極材料中均有Li+與過(guò)渡金屬離子發(fā)生位錯(cuò)的趨勢(shì)，特別是以結(jié)構(gòu)組成中有Ni2+存在時(shí)這種位錯(cuò)更為突出。抑制或消除過(guò)渡金屬離子在鋰層中的位錯(cuò)現(xiàn)象是制備理想α-2NaFeO2結(jié)構(gòu)層狀正極材料的關(guān)鍵，在LiMnxCoyNi1-x-yO2結(jié)構(gòu)中，Ni2+的半徑(rNi2+=0.069nm)與Li+的(rLi+=0.076nm)半徑接近,因此晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生位錯(cuò),即過(guò)渡金屬層中的鎳原子占據(jù)鋰原子3a的位置，鋰原子則進(jìn)駐3b位置。在Li+層中,Ni2+的濃度越大，則Li+在層狀結(jié)構(gòu)中脫嵌越困難，電化學(xué)性能越差。而相關(guān)于LiNiO2及LiNixCo1–x-yO2，LiMnxCoyNi1-x-yO2中這種位錯(cuò)由于Ni含量的降低而顯著減少。同時(shí)由于Ni2+的半徑(rNi2+=0.069nm)大于Co3+(rCo3+=0.0545nm)和Mn4+(rMn4+=0.053nm)，LiMnxCoyNi1-x-yO2的晶格常數(shù)有所新增。
由于充分綜合鎳酸鋰的高比容量、鈷酸鋰良好的循環(huán)性能和錳酸鋰的高安全性及低成本等優(yōu)點(diǎn)，利用分子水平的摻雜、包覆和表面修飾等方法來(lái)合成錳鎳鈷等多元素協(xié)同的復(fù)合正極材料，因其良好的研究基礎(chǔ)及應(yīng)用前景而成為近年來(lái)研究熱點(diǎn)之一。關(guān)于LiMnxCoyNi1-x-yO2材料來(lái)說(shuō)，各元素的比例對(duì)其性能有顯著的影響。Ni的存在能使LiMnxCoyNi1-x-yO2的晶胞參數(shù)a和c值分別新增，c/a減小,晶胞體積增大,有助于提高材料的可逆嵌鋰容量。但過(guò)多Ni2+的存在又會(huì)因?yàn)槲诲e(cuò)現(xiàn)象而使材料的循環(huán)性能變差。Co能有效穩(wěn)定復(fù)合物的層狀結(jié)構(gòu)并抑制3a與3b位置陽(yáng)離子的混合，即減小Li層與過(guò)渡金屬層的陽(yáng)離子混合,從而使鋰離子的脫嵌更容易,并能提高材料的導(dǎo)電性以及改善其充放電循環(huán)性能；但隨Co的比例增大，晶胞參數(shù)中的c和a值分別減小(但c/a值新增)，晶胞體積變小，導(dǎo)致材料的可逆嵌鋰容量下降。而引入Mn后，除了能大幅度降低成本外，還能有效改善材料的安全性能。但Mn的含量太高則容易出現(xiàn)尖晶石相，從而破壞材料的層狀結(jié)構(gòu)。
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的電化學(xué)特點(diǎn)
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作為鋰離子電池正極材料在充電過(guò)程中的反應(yīng)有以下特點(diǎn)：在3.75-4.54V之間有兩個(gè)平臺(tái)且容量可以充到250Ma.h/g，為理論容量的91%，通過(guò)XANES和EXAFS分析得到3.9V左右為Ni2+/Ni3+，在3.9V-4.1V之間為Ni3+/Ni4+。當(dāng)高于4.1V時(shí)，Ni4+不再參與反應(yīng)。Co3+/Co4+與上述兩個(gè)平臺(tái)都有關(guān)。充到4.7V時(shí)Mn4+沒(méi)有變化，因此Mn4+只是作為一種結(jié)構(gòu)物質(zhì)而不參與反應(yīng)。通過(guò)其在3.0-4.5V的循環(huán)伏安圖可以看出LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2第一次在4.289V有一不可逆陽(yáng)極氧化峰，對(duì)應(yīng)于第一次不可逆容量。在3.825V有一陽(yáng)極氧化峰，這一對(duì)氧化還原峰在反復(fù)掃描時(shí)，峰電位和峰強(qiáng)度都保持不變，說(shuō)明這種材料具有良好的穩(wěn)定性。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
合成方法對(duì)LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2電化學(xué)性能的影響
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制備方法重要有固相法，共沉淀法，溶膠-凝膠法和噴霧熱解法。
固相法
固相法是將計(jì)量比例的鋰鹽，鎳和鈷及錳的氧化物或鹽混合，在高溫下處理，由于固相法中Ni,Co,Mn的均勻混合要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，因此一般要在1000℃以上處理才能得到性能良好的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料。通過(guò)EXAFS研究，發(fā)現(xiàn)首次放電效率小是由于在放電過(guò)程中，Ni4+沒(méi)有完全還原成Ni3+造成的。
金屬乙酸鹽與鋰鹽混合燒結(jié)
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
Cheng等人將充分混合的化學(xué)計(jì)量的LiCH3COO•2H2O、Ni(CH3COO)2•4H2O、Mn(CH3COO)2•4H2O和Co(CH3COO)2•4H2O混合物加熱到400℃得到前驅(qū)體。球磨1h,然后在空氣中加熱到900℃并保溫20h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末，在充電電流密度為20mAh/g時(shí)，首次充電容量為176mAh/g，上限電壓達(dá)4.5V，在50℃下循環(huán)35次容量保持率為81%以上，顯示出較好的循環(huán)性能。
金屬氧化物與鋰鹽混合燒結(jié)
ZhaoxiangWang等人將化學(xué)計(jì)量的Ni2O3(85%)、Co2O3(99%)和MnO2與7%過(guò)量的LiOH•H2O充分混合后在850～1100℃燒結(jié)24h得到純相的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，其晶格參數(shù)為a=0.28236nm,c=1.44087nm，XRD衍射圖譜說(shuō)明產(chǎn)物具有a-NaFeO2型層狀結(jié)構(gòu)，晶型完美，電化學(xué)性能測(cè)試表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。
金屬氫氧化物與鋰鹽混合燒結(jié)
Naoaki等人將Ni(OH)2、Co(OH)2和Mn(OH)2按Co∶Ni∶Mn=0.98∶1.02∶0.98充分混合,球磨,在150℃下預(yù)熱1h，然后在空氣中加熱到1000℃燒結(jié)14h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,其晶格參數(shù)為a=0.2862nm，c=1.4227nm與計(jì)算的理論結(jié)果(a=0.2831nm,c=1.388nm)接近，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶胞體積為100.6×10-30m3，其值在LiCoO2和LiNiO2之間。組裝成實(shí)驗(yàn)電池后，在30℃下，在充電電流密度為0.17mA/cm2時(shí)，在2.5～4.6V放電，充電容量為200mAh/g，并表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能。
共沉淀法
用氫氧化物作沉淀劑
Lee等人以NiSO4、CoSO4、MnSO4和NaOH為原料,以NH4OH為絡(luò)合劑合成球形Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體,然后與LiOH•H2O充分混合,燒結(jié)得到層狀球形的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末。組裝成實(shí)驗(yàn)電池，在2.8～4.3V,2.8～4.4V和2.8～4.5V電壓范圍內(nèi)LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2放電比容量分別為159,168mAh/g和177mAh/g,并且在30℃時(shí)在20mAh/g的電流密度下具有優(yōu)異的循環(huán)性能。
用碳酸鹽作沉淀劑
禹筱元等人采用共沉淀法以NH4HCO3和Na2CO3為沉淀劑合成Ni、Mn、Co三元共沉淀前驅(qū)體，然后與Li2CO3球磨混合，在950℃下熱處理20h，冷卻到室溫得產(chǎn)物為球形或近球形形貌，顆粒均勻的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料。測(cè)得LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的晶格常數(shù)為a=0.2866nm,c=1.4262nm電性能測(cè)試表明Li/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在2.8～4.6V、0.1C下的首次放電比容量為190.29mAh/g，在2.75～4.2V、1C下的初始放電比容量為145.5mAh/g，循環(huán)100次后容量保持率為98.41%。
溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是將有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物經(jīng)溶液，水解等過(guò)程形成溶膠，在一定條件下凝膠化等過(guò)程而發(fā)生固化，然后經(jīng)熱處理制備固體氧化物的方法。此法制備的產(chǎn)物具有化學(xué)成分均勻、純度高、顆粒小、化學(xué)計(jì)量比可以精確控制等優(yōu)點(diǎn)，有利于材料晶體的生成和生長(zhǎng)，可以降低反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時(shí)間。Kim等人，將Ni(CH3COO)2•4H2O、Mn(CH3COO)2•4H2O和Co(CH3COO)2•4H2O溶解到蒸餾水中，用乙醇酸作為絡(luò)合劑,在反應(yīng)過(guò)程中滴加NH4OH來(lái)調(diào)節(jié)pH值在7.0～7.5之間,然后將反應(yīng)體系在70～80℃下蒸發(fā)得到粘性的透明膠體。將膠體在450℃于空氣中烘5h得到粉末，球磨后于950℃燒結(jié)，并保溫20h，淬冷至室溫,得到非化學(xué)計(jì)量的Li[Li0.1Ni0.35–x/2CoxMn0.55–x/2]O2(0x0.3)。經(jīng)電性能測(cè)試,在2.5～4.6V之間循環(huán)有較高的放電容量為:184～195mAh/g，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。
噴霧熱解法
De-Cheng等人用噴霧干燥法制備Li/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。將用蒸餾水溶解的LiNO3,Ni(CH3COO)2•4H2O、Mn(CH3COO)2•4H2O和Co(CH3COO)2•4H2O作為最初的溶液。將溶液抽到微型的噴霧干燥儀中，制得前驅(qū)體。首先將前驅(qū)體加熱到300℃,然后于900℃燒結(jié)，并保溫20h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末，在充電電流密度為20mAh/g時(shí)，首次充電容量為208mAh/g，充電電壓達(dá)4.5V，在50℃下循環(huán)35次容量保持率為85%以上，顯示出較好的循環(huán)性能。
LiNil／3Col／3Mnl／302的修飾改性
由于Ni2+與Li+半徑相近，在LiNil／3Co1／3Mnl／302中仍然存在陽(yáng)離子混排現(xiàn)象，導(dǎo)致電化學(xué)性能變差。為了消除或抑制陽(yáng)離子混排現(xiàn)象，GH．Kim等，選擇Mg分別對(duì)LiNil／3Co1／3Mn1／302中Ni、Co、Mn元素進(jìn)行取代。Mg取代過(guò)渡金屬在不同程度上減少了陽(yáng)離子混排現(xiàn)象。當(dāng)摻雜Mg取代部分的Ni或Co位時(shí)，會(huì)導(dǎo)致容量的減少，循環(huán)性能變差。當(dāng)摻雜Mg取代部分的Mn位時(shí)，材料LiNil／3C01／3Mnl／302的比容量、循環(huán)性能和在高氧化態(tài)下的熱穩(wěn)定性都得到提高。摻雜Ti可以提高材料LiNiO2在充電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性，因此研究者在LiNi1／3Co1／3Mn1／302中引進(jìn)Al、Ti元素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，摻雜燦對(duì)LiNil／3Co1／3Mnl／302的結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，隨著～摻雜量的新增，只有參數(shù)口有輕微的變小。摻雜～取代部分Co會(huì)升高放電電壓平臺(tái)，提高材料在4．3V下的熱穩(wěn)定性。Ti的加入同樣可以提高LiNil／3Co1／3Mnl／302材料在4．3V下的熱穩(wěn)定性。為了得到更高比容量的LiNil／3Co1／3Mnl／302，一方面是摻入高價(jià)態(tài)元素，新增材料中活性元素Ni的含量。Park等通過(guò)在LiNi1／3Col／3Mn1／3O2中摻入高價(jià)Mo6+部分取代Mn，不僅提高了放電比容量，還提高了材料的循環(huán)性能。另一方面是摻入能被氧化的元素，新增材料中活性元素的量。D．T．Liu和J．Guo等的研究表明，F(xiàn)e在LiNil／3Col／3Mnl／3O2中部分取代Co后，Ni和Fe能被同時(shí)氧化，得到相對(duì)較高的容量。Cr的摻入同樣能在充電過(guò)程與Ni同時(shí)被氧化，得到較高的首次放電比容量，摻人Cr還能提高材料顆粒的大小、庫(kù)侖效率和循環(huán)性能，并且允許大電流放電。在正極材料Li[Ni1／3C01/3Mn1/3Crx]02中，當(dāng)Cr的含量為x=O．02時(shí)，在2．3～4．6V電壓范圍內(nèi)，以30mA／g電流密度充放電，放電比容量為241．9mAh／g。Kageyama等研究了摻F對(duì)材料LiNil／3Co1／3Mn1／302的影響。F的摻入會(huì)導(dǎo)致過(guò)渡金屬的價(jià)態(tài)變化，引起一個(gè)復(fù)雜的晶格常數(shù)的變化，促進(jìn)合成材料的顆粒在合成8過(guò)程中增大，提高結(jié)晶程度，并且摻入少量的F能改善正極材料的界面，防止與電解液接觸發(fā)生分解反應(yīng)，提高正極材料的循環(huán)性能。LLiad和G．H．Kim等通過(guò)在LiNil／3C0l／3Mn1／302中摻雜(A1和F)或(Mg和F)，提高了材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可逆比容量和循環(huán)性能，并提高了材料的振實(shí)密度，從而提高了電池的能量密度。D．CLi和Y．Kinl等分別通過(guò)噴霧干燥法和溶膠一凝膠法研究了ZrO、Ti02和A12O3包覆對(duì)材料LiNi1／3Co1／3Mn1／302的影響。ZrO、Ti02和A12O3氧化物的包覆能阻止充放電過(guò)程中阻抗變大，提高材料的循環(huán)性能，其中ZrO的包覆引發(fā)材料表面阻抗增大幅度最小，A12O3的包覆不會(huì)降低初始放電容量。
其它三元復(fù)合材料
目前研究的三元復(fù)合系列材料重要有Li/LiNi0.5-xCo2xMn0.5-x3O2，Li/LiNi1-x-yCoxMnyO2,Li/LiCo1-x-yNixMnyO2，Li/LiMn1-x-yNiyCoxO2等，以下是最近幾年研究的個(gè)別材料。
1、LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4
唐致遠(yuǎn)等采用SAC(starch-assistedcombustion)法和高溫固相法分別合成鋰離子電池正極材料LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4，使用X射線衍射儀、BET法、粒度分析儀及掃描電子顯微鏡對(duì)合成材料的結(jié)構(gòu)及物理性能進(jìn)行了表征，將合成材料作為鋰離子電池正極活性材料,用循環(huán)伏安、交流阻抗及充放電測(cè)試的電化學(xué)測(cè)試方法對(duì)材料進(jìn)行了電化學(xué)的研究.結(jié)果表明,兩種方法制備的材料均為純尖晶石相；SAC法制備的LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4顆粒小，粒徑分布均勻，具有更好的結(jié)晶形態(tài).SAC法制備材料在0.1C充放電條件下的初始放電容量為121.2mAh/g，100次循環(huán)后容量損失僅為3.5%，5C放電的初始放電容量則達(dá)到了103.5mAh/g.SAC法的一步工序具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)勢(shì)，有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用.
唐致遠(yuǎn)等采用溶膠凝膠法合成鋰離子電池正極材料LiMn2O4、LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4和LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05。使用X射線衍射、掃描電子顯微鏡對(duì)合成材料的結(jié)構(gòu)及物理性能進(jìn)行了表征。將合成材料作為鋰離子電池正極活性材料，用循環(huán)伏安、交流阻抗及充放電測(cè)試的電化學(xué)測(cè)試方法對(duì)材料進(jìn)行了電化學(xué)的研究。結(jié)果表明，合成的LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05材料的初始容量高于LLiNi0.01Co0.01Mn1.98O4，而循環(huán)性能優(yōu)于LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4和LiMn2O4，顯示了陰陽(yáng)離子復(fù)合摻雜關(guān)于陽(yáng)離子單一摻雜的優(yōu)勢(shì)。
2、LiNi1／2Co1/6Mn1/3O2
國(guó)海鵬等用Co2+濃度遞增的金屬離子混合溶液分次共沉淀方法制備Ni1／2Co1/6Mn1/3O2(OH)2，以其為前驅(qū)體，通過(guò)高溫固相反應(yīng)得到具有Co含量梯度的層狀LiNi1／2Co1/6Mn1/3O2，探討了焙燒溫度及Co含量梯度對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響．通過(guò)x射線衍射、掃描電鏡、熱重分析及恒電流充放電測(cè)試對(duì)合成的樣品進(jìn)行了表征．結(jié)果表明，700℃合成產(chǎn)物即具有類LiNi2的六方層狀結(jié)構(gòu)，800和850℃合成產(chǎn)物陽(yáng)離子排列有序度高，層狀結(jié)構(gòu)顯著．材料結(jié)晶度好，粒度均勻，粒徑在亞微米級(jí)．合成溫度800℃的梯度材料具有最佳的電化學(xué)性能，2．5~4．2VO.1C倍率充放電50次后，梯度材料的容量仍保持在171，2mAh/g．相同的焙燒溫度，梯度材料比均勻材料的電化學(xué)性能更加優(yōu)異．
3、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2
張進(jìn)等以提高鋰離子電池正極材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2的循環(huán)性能為目的，采用熔融浸漬法制備了A1203和ZnO表面包覆的LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2正極材料。微觀組織結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，包覆后LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2顆粒表面形成了一層厚度不均勻的納米氧化物。電化學(xué)測(cè)試表明，ZnO和A12O3包覆提高了材料的循環(huán)穩(wěn)定性，在1C恒流充放電循環(huán)50次后容量保持率由包覆前的79．7％分剮提高到88．4％和100％。
4、LiNi0.3Co0.4Mn0.3O2
蘇繼桃等采用共沉淀法制備前驅(qū)體，并采用高溫固相法合成單相層狀結(jié)構(gòu)LiNi0.3Co0.4Mn0.3O2材料，用X射線衍射，恒電流充放電方法對(duì)所合成材料與LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能比較分析。研究結(jié)果表明，LiNi0.3Co0.4Mn0.3O2具有有序的二維層狀結(jié)構(gòu)，在2.75-4.3V電壓區(qū)間以0.1C倍率進(jìn)行充放電，首次放電容量，效率分別為152.3mAh/g和84.4%，LiNi0.3Co0.4Mn0.3O2具有更高的放電平臺(tái)，以0.2C倍率進(jìn)行30次充放電循環(huán)，容量保持率仍有97.4%。
5、LiNi0.45Co0.10Mn0.45O2
張寶等以Li2CO3和Ni-Co-Mn三元系氧化物為原料，在空氣中通過(guò)固相反應(yīng)制備LiNi0.45Co0.10Mn0.45O2。研究反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響，采用掃描電鏡（SEM）表征樣品的形貌，用粒度分析，振實(shí)密度和比表面測(cè)定等手段比較不同合成條件對(duì)產(chǎn)物性能的影響。研究結(jié)果表明：當(dāng)n（Li）/n(M)不同時(shí)，合成的產(chǎn)物性能差別很大，較適宜的n（Li）/n(M)為1.4/1，球磨可以提高產(chǎn)物的振實(shí)密度和比表面，并且對(duì)改善材料電化學(xué)性能有顯著影響，在2.75-4.25V電壓范圍內(nèi)LiNi0.45Co0.10Mn0.45O2首次放電比容量達(dá)到125.9mAh/g，50次循環(huán)后放電比容量為128.7mAh/g。
6、LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2
王昌胤等人以LiOH.H2O和Ni,Co,Mn過(guò)渡金屬或其氧化物為原料，采用固相法制備了鋰離子電池正極材料LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2。對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了XRD，SEM及電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明：過(guò)渡金屬原料對(duì)所得產(chǎn)物性能的影響很大，在其他原料相同的情況下，以金屬M(fèi)n為原料所得產(chǎn)物相比以MnO2為原料所得產(chǎn)物具有結(jié)晶程度更加完整，顆粒尺寸更大，振實(shí)密度更高，電化學(xué)性能更好等特點(diǎn)，以金屬Ni,Co,Mn為原料所得產(chǎn)物的不可逆容量較低，首次放電比容量可達(dá)171.6mAh/g，振實(shí)密度達(dá)2.87gcm-3。
7、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2
王希敏等采用共沉淀法得到前驅(qū)體Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2利用前驅(qū)體與LiOH×H2O的高溫固相反應(yīng)得到高振實(shí)密度的鋰離子電池層狀正極材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(2.3-2.5g/cm3).初步探討了合成條件對(duì)材料電化學(xué)性能的影響.通過(guò)X射線衍射(XRD)掃描電鏡(SEM)熱重-差熱分析(TG/DTG)以及恒電流充放電測(cè)試對(duì)合成的樣品進(jìn)行了測(cè)試和表征.結(jié)果表明在750℃氧氣氣氛下合成的材料具有較好的電化學(xué)性能.通過(guò)XRD分析可知該材料為典型的六方晶系a-NaFeO2結(jié)構(gòu)SEM測(cè)試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物粒子是由500-800nm的一次小晶粒堆積形成的二次類球形粒子.電化學(xué)測(cè)試表明其首次放電容量和庫(kù)侖效率分別為168.6mAh/g和90.5%,20次循環(huán)后容量為161.7mAh/g保持率達(dá)到95.9%是一種具有應(yīng)用前景的新型鋰離子電池正極材料。
8、其它系列材料
Wang等合成了LiMn0.2Co0.lNi0.702，LiMn0.2Co0.25Ni0.5502和LiMn0.2Co0.3Ni0.502，循環(huán)穩(wěn)定性一般，具有140一180mAh/g的容量，放電電壓低于LiCoO2具有與LiCo02和LiNiO2相同的電化學(xué)行為。Oh等合成了Li[Ni0.5-xMnO.5-xCo2x]O2(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.33)，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)證它們是單相的，放電容量隨Co含量的新增而線性新增。LiNi0.4MnO.4COO.202,在2.8一4.4V時(shí)具有175mAh/g的初始容量，進(jìn)行到30次循環(huán)時(shí)仍具有很好的容量保持性，Co的摻人使阻抗降低。袁超群等以LiOH.H2O,Ni(OAc)2.4H2O和MnO2為原料，在水熱反應(yīng)釜中預(yù)處理，然后進(jìn)行高溫固相反應(yīng)，合成了一系列鋰鎳鈷錳氧化物L(fēng)iNi0.75-xCoxMn0.25(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)。通過(guò)X射線衍射（XRD），掃描電子顯微鏡（SEM）和電化學(xué)性能測(cè)試對(duì)所得樣品的結(jié)構(gòu)，形貌，粒徑及電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：當(dāng)x=0.20時(shí)，所合成的正極材料以50mA/g的電流密度在3-4.3V之間充放電時(shí)，首次放電比容量達(dá)172.5mAh/g，首次放電效率高達(dá)90.9%，30個(gè)循環(huán)后其放電比容量依然保持在161.1mAh/g.Lu等首次合成了LiNixCol-2xMnx02(x=1/4,3/8)，其在2.5一4.4V時(shí)具有160mAh/g的容量，在熱穩(wěn)定方面優(yōu)于LiCo02。當(dāng)x=3/8時(shí)，最高截止電壓降到4.2V，循環(huán)穩(wěn)定性得到提高。Chen等合成了LiCoxMnyNil-x-y02系列材料，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)證它們是純相的。所合成的LiCo0.1Mn0.2Ni0.7O2和LiCo0.2Mn0.2Ni0.6O2的電化學(xué)性能較好，初始容量達(dá)150mAh/g.
