论文部分内容阅读
本文在研究LiCoO2的基础上,对LiCoO2材料进行了单种金属离子掺杂和多元素掺杂;并对正极材料进行了表面包覆改性。本实验通过溶胶-凝胶法合成一系列不同铝含量的LiCo1-xAlxO2及复合掺杂的正极材料LiCo0.7Al0.3-xMgxO2,并通过XRD物相分析和充放电测试,对其晶体结构及电化学性能进行了分析。结果表明,LiCo1-xAlxO2中Al3+取代了Co3+形成固溶体后,其晶体结构未发生变化。LiCo1-xAlxO2初始放电比容量达131.2mAh·g-1,而且LiCo1-xAlxO2比LiCoO2有更高的充电电位,但是比容量衰减较明显,随着循环次数的增加,循环效率有明显降低。其中以Al掺杂量为0.1时性能最好,首次放电比容量为125.71mAh·g-1,循环30次后放电比容量为109.20mAh·g-1,容量保持率为86.03%。正极材料LiCo0.7Al0.3-xMgxO2均为α-NaFeO2型层状结构,形貌近似为球型,且颗粒分布均匀。掺杂Mg后的材料充电电压略有降低,电阻明显减小,充放电循环性能得到显著改善。其中Mg掺杂量为0.05时性能最好,首次放电容量为122.10mAh·g-1,30次循环后容量保持率为95.03%。本实验还对LiCoO2和LiCo0.7Al0.3O2材料进行了MgO包覆的改性研究。用制得的材料与MgSO4和NH3·H2O通过化学共沉淀法制得包覆有MgO的正极材料。通过对电池进行各种性能的测试,可以发现包覆后,正极材料的结构没有发生变化,它的循环性能和充放电可逆性得到提高,同时材料的充电电压也得到了提高。所制备的MgO-LiCo0.7Al0.3O2正极材料中以包覆量为1.0%左右时性能最好,首次放电容量为120.17mAh·g-1,30次循环后容量保持率为89.3%。