烧成温度对溶胶凝胶法合成LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料性能的影响
2021-01-12黄庆研梁雅莉王俊荣谢光明王春香李之锋
黄庆研, 梁雅莉, 王俊荣, 谢光明, 王春香, 李之锋
(江西理工大学,a.材料冶金化学学部;b.江西省动力电池及材料重点实验室,江西 赣州 341000)
随着纯电动汽车(EVs)和混合电动汽车(HEVs)的兴起,对锂离子电池的性能有了更高的要求。 因正极材料是锂离子电池的“核心”,研究一种高比容量、长循环寿命、 环保且成本低的正极材料已迫在眉睫。富镍三元层状正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2[1-3]可以看做LiNiO2、LiCoO2、LiMnO2三者发生固溶而形成的,其具备了LiNiO2的高比容量,LiCoO2的良好循环性、优良导电性及LiMnO2的低成本高安全等优点,是极具发展前景的正极材料[4-5]。
LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811) 正 极 材 料 是LiNi1-x-yCoxMnyO2中的一种典型代表, 但其也有很多缺点,如容量衰减问题[6];循环稳定性及热稳定性不足;材料的阳离子混排问题[7]、首次库伦效率较低及可逆容量损失较多、存储性能较差等。 优化制备工艺、包覆[8]及掺杂[9]改性、制备核壳结构材料[10]等都是解决问题的方法。 目前合成正极材料的主要方法是化学共沉淀法[11-12]、固相法及溶胶-凝胶法[13-14],但化学共沉淀法在材料合成过程中,沉淀剂的加入可能会使局部浓度过高,产生团聚或组成不够均匀;固相法在高温反应时耗能较大、效率低、易混入杂质、完全依靠机械研磨, 使原料混合不均匀导致颗粒尺寸差别较大且实验可重复较差;而溶胶-凝胶法制备材料时,由于该法经过溶液反应过程, 所以材料组成较均匀且实验合成温度较低、反应不易引入杂质,产品纯度较高。 采用溶胶-凝胶法合成正极材料的研究有很多,但对其烧成温度的研究很少。……
