【摘 要】
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锂离子电池作为一种二次电池,具有循环寿命较长、能量密度较高、环境友好等优点,广泛应用在新能源汽车、便携储电设备等领域。正极材料是影响锂离子电池电化学性能的关键因素,其中Li NixCoyMnzO2正极材料具有较高的能量密度,成为近些年的研究热点。通常,镍钴锰正极材料的前驱体是在非均匀共沉淀的方法下进行,对沉淀剂和络合剂的含量、流入速率等要求较高。本工作采用均匀共沉淀法,以二正丁胺作为沉淀剂,成功制
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锂离子电池作为一种二次电池,具有循环寿命较长、能量密度较高、环境友好等优点,广泛应用在新能源汽车、便携储电设备等领域。正极材料是影响锂离子电池电化学性能的关键因素,其中Li NixCoyMnzO2正极材料具有较高的能量密度,成为近些年的研究热点。通常,镍钴锰正极材料的前驱体是在非均匀共沉淀的方法下进行,对沉淀剂和络合剂的含量、流入速率等要求较高。本工作采用均匀共沉淀法,以二正丁胺作为沉淀剂,成功制备了镍钴锰前驱体,并探究了不同煅烧温度和煅烧时间对Li Ni0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）和Li Ni0.9Co0.05Mn0.05O2（NCM955）正极材料的物相、电化学性能的影响。首先,通过均匀共沉淀法制备了NCM811正极材料。研究结果表明随着煅烧温度及煅烧时间的增加,材料的循环稳定性先增强后降低。当分别在800、825、850和875℃保温20 h时,以0.1 C电流密度充放电,NCM811初始放电比容量分别为195.5、199.2、210.7和176.2 m Ah/g,经过100次循环充放电后,NCM811容量保持率依次为85.3、90.3、91.3和89.2%。在850℃保温15、20和24 h时,当以以0.1 C电流密度充放电,NCM811初始放电比容量分别为183.1、210.7和178.3 m Ah/g,经50次循环充放电后,NCM811容量保持率依次为86.5、93.9和85.1%。SEM表征说明NCM811正极材料的二次颗粒为类球形,二次颗粒由一次颗粒聚集而成,其粒径约为9μm,一次颗粒粒径约为300-500 nm。采用均匀共沉淀法制备的NCM811正极材料表现出优异的循环性能。其次,采用均匀共沉淀法制备了NCM955正极材料。研究结果表明随着煅烧温度和煅烧时间的增加,材料的放电比容量先增加后降低。当分别在675、700、725和750℃保温20 h时,0.1 C电流密度充放电,NCM955初始放电比容量分别为188.0、212.7、203.9和196.7 m Ah/g,经过100次循环充放电后,容量保持率分别为63.5、67.4、64.4和51.0%。在700℃保温15 h、20 h时,NCM955初始放电比容量分别为198.8 m Ah/g和212.7 m Ah/g。50次循环充放电后,NCM955容量保持率依次为81.9%和79.6%。EIS测试表明,在煅烧条件为700℃、20 h时,NCM955具有较低的电荷转移阻抗值和较高的锂离子扩散系数(DLi+=1.02×10-13cm~2/s)。采用均匀共沉淀法制备的NCM955正极材料表现出较高的能量密度。
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