高比容量锂离子电池正极材料NCA的制备及性能.pdf

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1、第36卷第3期天津工业大学学报Vol.36No.32017年6月JOURNALOFTIANJINPOLYTECHNICUNIVERSITYJune2017DOI：10.3969/j.issn.1671-024x.2017.03.009高比容量锂离子电池正极材料NCA的制备及性能1，21，21，21，2付维贵，齐然，潘靖，陈莉（1.天津工业大学材料科学与工程学院，天津300387；2.天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津300387）摘要：为寻找高比容量正极材料，采用不同的合成方法

2、制备出了一系列高比容量的锂离子电池三元正极材料LiNi0.80Co0.15Al0.05O（2NCA）.材料的粒径分布、SEM、XRD和电化学测试结果表明：采用碳酸盐共沉淀方法合成的前驱体粒径均匀，再经过洗涤和干燥后，将前驱体与氢氧化锂以1∶1.05的比例进行研磨混合均匀，高温800℃煅烧10~20h，自然降温后获得具有粒径均匀，比容量高（180mAh/g）等优异性能的NCA正极材料.关键词：高比容量；锂离子电池；正极材料；共沉淀方法中图分类号：TM911；TQ150.1；O646文献标志码：A文章

3、编号：1671-024X（2017）03-0044-05SynthesisandperformanceofNCAasahighspecificcapacitycathodematerialforlithium-ionbatteries1，21，21，21，2FUWei-gui，QIRan，PANJing，CHENLi（1.SchoolofMaterialScienceandEngineering，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China；2.

4、StatekeyLaboratoryofSeparationMembranesandMembraneProcesses，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China）Abstract：Inordetofindhighspecificcapacitymaterial，highspecificcapacityLiNi0.80Co0.15Al0.05O2（NCA）materialsasthecathodeforlithiumionbatterieswe

5、resynthesizedbyutilizingdifferentmethod.Thesizedistribution，SEM，XRD，andelectrochemicaltestsresultsshowthattheprecursorswithuniformsizedistributionaresynthesizedusingcoprecipitationmethod.Afterwashinganddrying，theprecursorsaremixedwithlithiumhydroxidea

6、taratioof1∶1.05，thencalcinedat800℃for10-20h，andnaturalcooling.TheuniformparticlesizeofNCAmaterialwithhighspecificcapacity（180mAh/g）andotherexcellentperformanceisobtained.Keywords：highspecificcapacity；Li-ionbatteries；cathodematerial；co-precipitationmet

7、hod随着世界能源短缺和环境污染问题的日益凸显，高体积能量密度、循环性能优异和合成工艺相对简单[1-2][14]人们对绿色能源存储器件的需求越来越紧迫.自等优点.但是材料中的金属Co元素资源匮乏、价格1991年以来，锂离子电池作为能源存储器件成功地实高昂并且具有毒性等特性限制了其广泛的应用.LiNiO2现了商业化，并已快速应用于便携式存储器和混合动属于立方晶系，具有与LiCoO2相同的层状结构，理论[3-5]力汽车等领域.为了满足高能量密度、高功率密比容量为274mAh/g，然而在充放电过程中，锂

8、离子的度、操作简单、价格低廉等要求，研究者们正不断地开脱嵌易造成结构破坏，导致循环稳定性能较差.用少发和研究更高能量密度的正极材料.目前商业化正量的Co部分取代Ni，合成的LiNi1-xCoxO2正极材料具极材料基本可以分为三大类：层状氧化物钴酸锂有LiNiO2和LiCoO2材料的优点，使得材料的比容量（LiCoO2）、尖晶石型锰酸（LiMn2O4）以及橄榄石型磷酸提高、循环稳定性能得到改善.但是该材料的结构稳[6-13][8，15-21]铁锂（LiFePO4）.定性差，目前不适合