【摘 要】
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随着电动汽车,能源存储以及3C类电子产品越来越大规模的应用,人们对电池提出了越来越高的要求,锂离子电池因为具有能量密度高,可安全快速充放电,使用寿命长等优点而受到人们越来越多的青睐。自1991年正式开发使用锂离子电池以来,真正商业化应用的锂离子电池正极材料仅仅只有几种,而现在人们对锂离子电池提出了更高的要求,传统的正极材料已经越来越难以满足人们的需求。富锂锰基材料因具有容量高和能量密度高等优异的性
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随着电动汽车,能源存储以及3C类电子产品越来越大规模的应用,人们对电池提出了越来越高的要求,锂离子电池因为具有能量密度高,可安全快速充放电,使用寿命长等优点而受到人们越来越多的青睐。自1991年正式开发使用锂离子电池以来,真正商业化应用的锂离子电池正极材料仅仅只有几种,而现在人们对锂离子电池提出了更高的要求,传统的正极材料已经越来越难以满足人们的需求。富锂锰基材料因具有容量高和能量密度高等优异的性能而受到研究人员的普遍关注,但富锂锰基材料也存在着改进之处。所以本文通过三种含铝化合物对富锂锰基材料Li1.2[Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2进行表面包覆改性,以提高其电化学性能,系统的研究了不同材料对Li1.2[Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2产生的影响,并且还进一步研究了二次烧结对富锂锰基材料性能的影响。主要研究内容和结果如下:1、通过溶胶凝胶法合成了基体材料Li1.2[Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2,随后使用湿法包覆的方法获得了两个不同厚度AlPO4表面包覆改性的LMNCO（AlPO4@LMNCO-1和AlPO4@LMNCO-2）,又通过700℃再烧结获得了LMNCO-700。AlPO4@LMNCO-2的电化学性能较好,首圈库伦效率较高,达到了86.3%,而原始的LMNCO的首圈库伦效率仅为71.0%。但700℃的再烧结对材料的电化学性能影响较小。2、在基体材料LMNCO的基础上,用尿素辅助水热法利用Al2O3表面包覆改性LMNCO,得到Al2O3@LMNCO-1和Al2O3@LMNCO-2,又通过500℃再烧结获得了LMNCO-500。Al2O3@LMNCO-1、Al2O3@LMNCO-2的首圈库伦效率都得到提高,其中Al2O3@LMNCO-1提升幅度较大,首圈库伦效率达到了77.7%,而LMNCO-500虽然小幅度的提高了材料的放电比容量,但是反而得到更小的首圈库伦效率。Al2O3@LMNCO-1、Al2O3@LMNCO-2以及LMNCO-500均能提高材料在循环过程中的容量保持率,其中Al2O3@LMNCO-2的提高幅度较大,经过50圈循环后达到了96.1%,而原始的LMNCO经过50圈循环后容量仅为初始容量的58.9%。LMNCO-500的容量保持率也得到了较大的提升,容量保持率达到65.6%。3、在基体材料LMNCO的基础上,通过湿法包覆的方法用AlF3表面包覆改性LMNCO,得到了AlF3@LMNCO-1以及AlF3@LMNCO-2,然后又合成了一组400℃再烧结的材料LMNCO-400,最后综合比较了整篇论文中的三种包覆物对改性后LMNCO的电化学性能。AlF3@LMNCO-1、AlF3@LMNCO-2以及LMNCO-400均能提高材料的首圈库伦效率和容量保持率,其中AlF3@LMNCO-2的电化学性能较好,其首圈库伦效率达到81.1%,经过50圈循环后容量保持率达到92.4%。LMNCO-400的容量保持率得到较大提升,容量保持率达到75.9%。AlPO4@LMNCO-2对材料的首圈库伦效率提升最大,Al2O3@LMNCO-2对材料的容量保持率提升最大,AlF3@LMNCO-2的综合性能最好。
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