锂离子电池由于它的能量密度高,循环寿命长,低成本和环境友好性等特点而被认为是3 C电子产品和动力车辆的主要能源之一。正极材料是锂离子电池的主要组成部分之一,对电池性能的影响至关重要,例如会影响其电化学性能,热稳定性和安全性等。最近,整合了有序的层状结构的正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2（0
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锂离子电池由于它的能量密度高,循环寿命长,低成本和环境友好性等特点而被认为是3 C电子产品和动力车辆的主要能源之一。正极材料是锂离子电池的主要组成部分之一,对电池性能的影响至关重要,例如会影响其电化学性能,热稳定性和安全性等。最近,整合了有序的层状结构的正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2（0<x<1,0<y<1,x+y<1）,由于它们具有优异的电化学性能和出色的热稳定性而被被认为是一种极好的电池材料。特别是LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（NCM523）正极材料,由于其卓越的综合性能而引起了学术界和工业界对它的关注。据悉,随着锰含量增加而镍含量减少,LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料相对于富镍材料的循环稳定性和热稳定性都明显增强,这使得LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料成为一种有前途和有竞争力的商业正极材料样品。为了制备便于广泛工业化生产的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料,本文通过固相法来制备LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料,并对其最佳制备工艺进行探究。为了减少LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料被电解液腐蚀的程度,进一步提高材料的电化学性能,运用金属氧化物Al2O3和V2O5分别对其包覆。为了提高包覆材料的导电性和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的实际放电平台,用纳米壁球形LiVPO4F包覆LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。采用XRD、SEM、TEM和EDS对所合成材料的形貌结构进行分析,并通过恒流充放电测试和交流阻抗测试的电化学测试方法对材料的电化学性能进行研究。最终得到如下结论:1、类球形LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的制备工艺探究。在锂配比为1.05,预烧温度为450℃,预烧5 h,烧结温度为750℃,烧结13 h后,所得的类球形LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2具有最优的结构和电化学性能,分散性较好,显著提高了材料的结构稳定性,可有效抑制晶格中阳离子混排现象。其在0.1 C下的首次放电比容量为144.6 m Ah/g。2、金属氧化物包覆LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料的最佳包覆量探究。（1）Al2O3包覆LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的最佳包覆量。通过表面包覆Al2O3发现,Al2O3涂层可以减少充放电过程中活性物质的损失,缓解在循环过程中电解液与材料之间副反应的发生,当其包覆质量比为1%时,复合材料的倍率性能和循环稳定性最佳。0.1 C下的放电比容量为166.2 m Ah/g,0.5 C下循环180圈后,它的容量保持率为92.1%。（2）同理最终确定V2O5最佳包覆质量比为1%时,样品综合性能最优。0.1 C下的放电比容量为186.2 m Ah/g,0.5 C下循环180圈后,它的容量保持率为97.8%。3、纳米壁球形LiVPO4F/C的制备及最佳包覆量探究。（1）纳米壁球形LiVPO4F最佳烧结温度。通过溶胶凝胶法在750℃氮气中烧结的LiVPO4F/C样品具有最优纳米壁形貌和结晶性,其壁厚为100 nm左右,所制备样品成分更均匀,可防止胶体聚沉,能够有效防止V3+被空气氧化成V4+。（2）纳米壁球形LiVPO4F/C包覆LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的最佳包覆量。通过XRD、SEM和EDS对不同包覆量样品进行物相分析,采用充放电测试和阻抗测试的电化学性能测试手段,最终确定最佳包覆量为用质量分数为4%的纳米壁球形LiVPO4F包覆LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的样品综合性能最优。在0.5 C下循环180圈后,它的容量保持率为93.6%,0.1 C下的放电比容量为194.6 m Ah/g。
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