【摘 要】
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正极材料是锂离子电池的关键组成,它决定着电池的生产成本和能量密度,因此需要开发出具有良好的电化学性能（较大的比容量、高的工作电压）、价格便宜、环境友好的正极材料。高镍
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正极材料是锂离子电池的关键组成,它决定着电池的生产成本和能量密度,因此需要开发出具有良好的电化学性能（较大的比容量、高的工作电压）、价格便宜、环境友好的正极材料。高镍三元正极材料满足以上条件,但其在高截止电压下的长周期的循环性能和倍率性能还不够理想,限制了其应用。为了改善这些不足,需要对高镍材料进行改性,方法包括离子掺杂和表面包覆。本论文采用碳酸盐共沉淀法合成高镍三元正极材料Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2,并对其分别进行La、F共掺杂以及Li2Mn O3包覆两种手段改性,通过XRD、SEM、TEM、XPS等测试对改性后材料的结构进行表征,同时利用恒电流充放电测试、循环伏安测试、交流阻抗测试等方法分析改性材料的电化学性能,具体工作如下:（1）对高镍三元正极材料Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2的合成条件进行了探索,研究反应时间、过渡金属离子浓度、煅烧温度对材料的结构和电化学性能的影响。通过对比得到较为适宜的合成条件:1.0 mol L-1金属离子浓度,12 h反应时间、850°C煅烧温度。这个条件下合成的材料具有最好的层状结构和电化学性能。（2）通过简单的方法成功合成了La、F共掺杂的高镍三元正极材料Li Ni0.59Co0.2Mn0.2La0.01O1.98F0.02,相比于没有掺杂的材料,改性后样品在4.6 V的高充电截止电压下表现出更为优异的电化学性能。在2 C的电流密度下,NCM-La-F样品的首圈放电比容量为174.19 m Ah g-1,150圈循环后容量保持率为91.05%,而未改性得出样品仅为72.60%。（3）采用前驱体包覆法合成了Li2Mn O3包覆的高镍三元材料Li2Mn O3-coated Li Ni0.6CO0.2Mn0.2O2,结果表明,7wt%Li2Mn O3包覆的NCM样品表现出最优异的电化学性能。在电流密度为0.5 C,电压范围为2.7～4.3 V的条件下,100圈后容量保持率达到93.94%。当电流密度增加到5 C时,经历400圈循环后仍有111.23 m Ah g-1的放电比容量,显示出良好的循环性能。在10 C大电流密度下的放电比容量为125.94 m Ah g-1,高于未改性样品的109.49 m Ah g-1。
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