【摘 要】
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层状结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有工作电压高、放电比容量高,并且有热稳定性好以及价格低廉等诸多优势,应用前景广泛。然而,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料在高压条件下容易与
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层状结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有工作电压高、放电比容量高,并且有热稳定性好以及价格低廉等诸多优势,应用前景广泛。然而,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料在高压条件下容易与电解液发生副反应而造成容量衰减。为改善上述问题,本文主要对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料进行制备工艺的优化以及表面包覆改性研究。通过高温固相法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,并且探究热处理温度和时间对材料各项性能的影响。通过表征,结果表明反应温度为900℃,反应时间为12 h制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料电化学性能最为优异。在1.0 C电流密度下,该样品首次放电比容量为137.1 mAh/g,经过20圈充放电循环后仍具有放电比容量112.6 mAh/g,样品的容量保持率为82.13%。采用沉淀法制备出二氧化锰包覆的Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料。通过XRD、SEM、TEM、恒流充放电、循环伏安法等对材料的结构形貌以及电化学进行表征。结果表明,包覆前后的材料均具有α-NaFeO2晶体结构;二氧化锰包覆层可以抑制Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2与电解液之间的副反应,从而提高其循环稳定性。包覆3 wt%MnO2/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在200 mA/g电流密度下经过100圈循环后,其容量保持率可达到90.16%。通过均相沉淀法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料进行表面修饰,制备三氧化二镧包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料。通过对改性前后材料的结构以及电化学性能的对比,可以发现表面修饰并没有改变材料的晶体结构,但明显改善材料的电化学性能。在200 mA/g电流密度下,其首次放电比容量为181.3 mAh/g,经过100圈循环后放电比容量仍可达到174.3 mAh/g,容量保持率可达到96.13%。
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