孟焕平， 姚霞银， 尹景云， 黄冰心， 许晓雄

(中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江 宁波 315201)

锂离子电池作为可充电电源，已成功应用在移动电子产品中。近年来，随着环境的恶化及人们对新能源的不断需求，如何将锂离子电池应用于动力和储能设备中逐渐成为摆在研究者面前的新难题。为了实现锂离子电池正极材料LiCoO2在3.0～4.4 V充放电电压范围具有良好的循环性能，必须对其进行Mg、Ti共掺杂，同时还需要在其表面包覆Al2O3，但由于钴资源较为匮乏、价格昂贵、对环境不友好且其安全性有待提高，该材料更大规模的应用受到了很大限制。作为最有潜力替代LiCoO2正极的材料，LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2兼具了LiCoO2良好的循环稳定性、LiNiO2的高容量和LiMn2O4的热稳定性等优点，受到研究者的广泛关注[1-2]。但其在高截止电压下的比容量、循环性能和倍率性能不足，是制约其进一步发展和应用的主要因素[3]。

大量研究表明，表面包覆改性能有效解决正极材料与电解液之间的相容性，抑制正极材料表面与电解液直接接触引起的副反应，提高材料表面结构的稳定性，增加材料的循环使用寿命[4-5]。Wu等[6]对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行了TiO2表面包覆改性，测试结果表明材料的电化学性能得到明显提高，3C下循环12次电池的容量保持率为99.0%。Groner等[7]则认为当Al2O3包覆层的尺寸小到几个纳米时，可以加快电子的迁移，从而提高材料的电化学性能。本文在总结以往研究成果的基础上，采用简单易行的溶胶-凝胶法在LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2表面包覆Al2O3纳米层，系统研究了表面包覆改性条件对LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2电化学性能的影响，有效提高了高电压下LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的循环性能和倍率性能。……