4。2 药品与试剂 7
4。3 LiNi0。64Co0。16Mn0。2O2的制备 7
4。3。1共沉淀法制备样品1(空气氛) 7
4。3。2共沉淀法制备样品2(氮气氛) 7
4。3。3共沉淀法制备样品3(氩气氛) 7
4。3。4 溶胶-凝胶法制备样品4(未加碳) 8
4。3。5溶胶-凝胶法制备样品5(加5%碳) 8
4。3。6溶胶-凝胶法制备样品6(加10%碳) 8
4。3。7高温固相法制备样品7(加5%碳) 8
4。4 涂布 8
4。5 电池组装 9
4。6 电化学性能测试 9
5 结论 14
参考文献 15
1 引言
科技的发展推动人们对能源的需求越来越大,同时环境污染问题日益严重,因此人们开发新型能源迫在眉睫。电池作为化学能与电能转换的储存装置,因此电池成为了新能源开发利用中不可或缺的一部分。目前研究较多的锂电池正极材料主要是LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiFePO4和LiNixCoyMn1-x-yO2三元型复合材料等。虽然目前国内对正极材料的研究如火如荼,但是技术创新上仍然缺乏且电池正极材料实际容量不高。因此,对现有正极材料的优化及开发容量更高、安全性更好、成本更低的新型正极材料成为研究者们的主要研究方向。
Li-Mn-Co-Ni三元复合正极材料具有比容量高、成本相对低廉、热稳定性好、安全性高等优点,成为近年来研究较多的电池正极材料,被看做是有希望取代LiCoO2正极材料实现商业化的电池材料之一。
2 锂电子电池正极材料研究现状
2。1 LiCoO2正极材料
2。2 LiNiO2正极材料
2。3 LiMnO2正极材料
2。4 LiFePO4正极材料
2。5 LiNixCoyMn1-x-yO2三元复合正极材料
3 LiNixCoyMn1-x-yO2三元复合正极材料的研究进展
3。1 LiNixCoyMn1-x-yO2三元复合正极材料的合成方法
3。1。1 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是将金属醇盐或无机盐溶解、水解而形成溶胶,再在一定的条件下干燥蒸发除去水分使凝胶发生固化,然后经热处理得到所需要的固体氧化物。1970年代,Marcilly等人提出了柠檬酸盐溶胶凝胶法。论文网
Iqbal 等人利用柠檬酸、Ce(NO3)4·6H2O、La(NO3)3·6H2O、氨水以及硝酸锂等为反应原料,最终合成了目标产物。经过研究发现,这种方法使用的使用原料可选择性较广,一般为有机溶剂,在处理过程中较易除去,可以避免新杂质元素混入,因此制备的材料具有高均匀性、高纯度性,可应用于纳米材料的制备。
3。1。2 共沉淀法
共沉淀法可分为直接共沉淀法和间接共沉淀法两种。首先,将Li、Co、Ni、Mn进行共沉淀,经过过滤、洗涤、干燥步骤,再对其进行高温煅烧,这种方法称作直接化学共沉淀。如果先将Ni、Co、Mn共沉淀,经过过滤、洗涤、干燥,然后再与锂盐进行混合煅烧,该方法称作间接化学共沉淀。这种方法能够保证沉淀物成分均匀性,制作成本低且可以控制前驱体的形貌和粒度,但该方法操作繁琐,易混入杂质。
Zhang 等人将LiNO3、Co(NO3)2、Ni(NO3)2、 MnCl2作为原料配置成3mol/L的溶液。将配置好的溶液以每秒一滴的速度逐滴滴加到3mol/L氢氧化钾的乙醇溶液中,再将沉淀过滤、洗涤后在80 ℃的温度下干燥10h左右,再将沉淀放在400~800 ℃下煅烧,得到粉末状的正极材料。