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为获得高倍率锂镍钴锰复合氧化物(简称锂镍钴锰氧)锂离子电池正极材料,本文从改进制备方法,对材料分别进行掺杂和包覆改性三方面进行了研究,结果发现材料倍率性能都得到了提高,其中包覆改性的效果最好。具体结论如下:在碳酸盐共沉淀法中引入超声波技术合成锂镍钴锰氧正极材料,采用X射线衍射法(XRD)、扫描电镜法(SEM)、循环伏安法(CV)和充放电测试等手段,对材料进行表征与电化学性能研究。SEM显示材料颗粒分散均匀,平均粒径约200 nm。电化学研究表明,引入超声波技术,在900℃下煅烧制备的材料在0.1C下首次放电比容量为156 mAh/g,在1C下前40次循环后容量保持率为96%。在2C、5C、10C下的放电比容量分别为129.3 mAh/g、114mAh/g、95.5mAh/g。前5次循环容量基本没有衰减,显示了较好的倍率性能。以乙二醇为分散剂,采用固相掺杂方式制备掺杂Al、Mg的锂镍钴锰氧材料。对比研究发现,在0.1 C下未掺杂材料循环10次后容量衰减11%,掺杂Mg、Al后首次容量有所下降,但循环性能得到改善,衰减分别为2.5%、3.3%。在1C下,未掺杂,Mg和Al掺杂的材料前10次容量衰减分别为24.8%、14.6%和15.9%,掺杂材料的倍率性能要比未掺杂的材料要好。采用化学沉淀法先后对原始材料进行Al2O3和AlF3的包覆,考察了不同AlF3包覆量对电化学性能的影响。透射电镜图(TEM)表明Al2O3和AlF3包覆层厚度分别为10nm、3nm,后者包覆层薄且均匀。研究发现最佳AlF3包覆量为1.5wt%。在2C下,包覆后的材料100次循环后,放电容量保持率为90.9%,而原始材料仅为47.4%。在5C下,前者前20次容量保持率为87.6%,后者为64.5%。对于AlF3包覆的材料,在2C下,前100次的保持率达90.2%。在5C下前50次循环容量保持率为91.4%,而原始材料的为52.6%。AlF3包覆后的材料体现了比Al2O3更高的倍率性能。交流阻抗(EIS)研究表明电荷传递阻抗的微小变化是Al2O3和AlF3包覆材料倍率性能都要好于原始材料的主要原因。另外,两者都能有效改善材料在高电位和高温下的循环稳定性,后者效果更好。