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锂离子电池三元正极材料LiNi0.80Co0.15Al0.05O2(NCA)具有容量高、循环性能好、成本低、环境友好等优点,是当前最具有发展潜力的正极材料之一。但是,由于其合成条件苛刻、热稳定性差,制约了其发展。本文主要开展了NCA材料的制备工艺及其综合性能的研究,旨在探索一种有希望应用于工业化生产的工艺方法。实验采用共沉淀控制结晶法制备Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2前驱体,前驱体经过固相烧结制备LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料,运用XRD、SEM、循环充放电测试、循环伏安法等手段对前驱体及NCA材料的结构、形貌和电化学性能进行表征,并研究了工艺参数及制备方法对材料结构和性能的影响。首先,以氨水和水杨酸钠作络合剂制备了NCA前驱体,研究了不同有机络合剂、pH值及络合剂浓度对前驱体的结构、形貌、粒度及NCA材料电化学性能的影响。通过对氨水和水杨酸钠作络合剂的共沉淀体系进行热力学分析,确定最佳的共沉淀反应条件:pH=10.0~11.5,c(NH3)=0.1~0.3mol/L。其中,在水杨酸钠浓度为0.05mol/L、pH=10.5条件下制备的前驱体D50=8.53μm,呈β-Ni(OH)2型结构,以此前驱体制备的NCA材料在0.2C倍率下首次放电比容量为164mAh/g,经过100周循环后,放电比容量为131.5mAh/g,容量保持率为80.2%,显示了较好的电化学性能。其次,通过固相烧结法制备了NCA材料,分析了烧结温度、烧结时间和锂配比对NCA材料结构与性能的影响。对Ni0.80Co0.15Al0.05(OH)2及LiOH·H2O的混合粉末进行了热重—差热分析(TG-DSC),结果表明:宜将低温保温温度控制在500℃~600℃,高温烧结温度控制在700℃~800℃。当锂配比为1.05,经700℃烧结12h制备的NCA材料具有优异的电化学性能,首次放电比容量为180.4m Ah/g,首次库伦效率87.3%,100周容量保持率为80.7%,1C下的首次放电比容量仍可以达到155.7mAh/g。最后,采用偏铝酸钠工艺(工艺Ⅲ)制备了NCA材料,分析了pH值对前驱体结构、形貌及NCA材料的电化学性能的影响,并与以硫酸铝为铝源,氨水作络合剂工艺(工艺Ⅰ)、氨水和水杨酸钠作络合剂工艺(工艺Ⅱ)进行了对比。pH=10.0时制备的NCA材料具有最好的电化学性能,首次放电比容量达197.1m Ah/g,首次库伦效率88.7%,100周循环保持率90.4%。循环伏安测试表明,电极反应的氧化还原电位差为0.060V,即电极反应的可逆性较好。通过与其它工艺的对比发现,偏铝酸钠工艺既能够解决工艺Ⅰ的Al3+不均匀沉淀的问题,又不会存在工艺Ⅱ络合剂阴离子残留的问题。