【摘 要】
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为缓解能源危机,近年来锂离子电池作为一种储能设备得到了长足的发展。正极材料是决定锂离子电池性能的关键,三元正极材料Li(Ni1-x-yCoxMny)O2因其性能优越吸引了大量科研工作者的高度关注。本文主要采用了一种简单、高效、低成本的改进溶胶-凝胶法用于制备高镍三元材料Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2,并通过Zr元素掺杂以及VO2（A）复合的方式对其进行改性,以提升Li(Ni0.6Co0
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为缓解能源危机,近年来锂离子电池作为一种储能设备得到了长足的发展。正极材料是决定锂离子电池性能的关键,三元正极材料Li(Ni1-x-yCoxMny)O2因其性能优越吸引了大量科研工作者的高度关注。本文主要采用了一种简单、高效、低成本的改进溶胶-凝胶法用于制备高镍三元材料Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2,并通过Zr元素掺杂以及VO2（A）复合的方式对其进行改性,以提升Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2的电化学性能。主要结果如下:1.通过改进的溶胶-凝胶法制备了Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2,并将其与传统溶胶-凝胶法进行对比。研究表明:与传统溶胶-凝胶法生成络合物-凝胶不同,改进溶胶-凝胶法是利用柠檬酸络合物与乙醇之间发生的酯化反应来自发地生成酯化物-凝胶,因此改进的方法更加简单、高效且低成本。当柠檬酸与金属离子比例为1.2:1时,改进溶胶-凝胶法制备的Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2表现出最佳的性能。在2.5～4.3 V电压范围内,0.1C倍率下初始放电容量高达241.5m Ah/g;在1C倍率下,具有133.8m Ah/g的放电容量,经过50圈循环,仍具有82.1%的容量保持率。2.使用改进溶胶-凝胶法对Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2进行Zr掺杂,并探究了不同Zr掺杂量对其结构、形貌以及电化学性能的影响。研究表明:适量的Zr掺杂可以增加材料层状结构的有序性、降低Ni-Li混排度等。当掺入的Zr摩尔量为0.1时,较好地提升了Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2的倍率性能及循环稳定性。在1C倍率下,2.5～4.3V电压范围内,样品表现出最高的153.1 m Ah/g放电容量,经过50圈循环仍然具有86.3%的容量保持率。3.通过水热法制备了VO2（A）正极材料,将其与Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2进行复合,并探究不同复合量对Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2电化学性能的影响。研究表明:当VO2（A）复合量为8wt%时,在0.1C倍率下,0.5～4.0 V电压范围内,Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2/VO2（A）复合材料表现出最高的225.7 m Ah/g放电容量。
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