付微婷,陈绍敏,张小洪,石 斌

（贵州梅岭电源有限公司,特种化学电源国家重点实验室,贵州 遵义 563003）

高镍三元正极材料LiNixCoyAl1-x-yO2（x≥0.8）因具有较高的比容量、相对较低的成本和对环境的友好性,被认为是有前途的锂离子电池正极材料[1]。高镍正极材料在充放电过程中容易发生严重的容量衰减,限制了在锂离子电池中的大规模应用[2]。目前,常通过表面包覆或表面/本体掺杂来改善材料的电化学性能[3]。对于前者,在正极材料表面包覆一层金属氧化物、氟化物或有机物等稳定的修饰层,可减少材料与电解液之间副反应的发生,抑制正极活性物质的溶解,提高材料的结构稳定性,进一步增强循环性能[4]。此外,掺杂Ti4+[5]、Mg2+[6]和 F-[7]等离子,可增强 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的电化学稳定性。离子掺杂可提高材料的电子和离子导电性,减少阳离子混排,提高材料的结构稳定性,增强 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的电化学性能。

Li-Ti-O氧化物不仅可被用作具有高循环稳定性的锂离子电池正极材料,还可作为正极材料的包覆层,受到了广泛的关注。岩盐型LiTiO2是层状结构材料,为Li+嵌入TiO2中所得到的一种LixTiO2化合物（0≤x≤1）[8-9]。由于大多数Li电子位于Ti-3d/4s杂化位点,约10%的电子转移到非局部位点,人们认为LiTiO2具有导电性[8];此外,LiTiO2在有机电解液中的结构稳定性较好,与LiNixCoyAl1-x-yO2材料的相容性也较好[10]。人们将LiTiO2用于层状镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）正极材料的掺杂/包覆改性,以改善电化学性能,提高循环稳定性,抑制容量衰减并提高倍率性能。

本文作者制备LiTiO2包覆的Li（Ni0.8Co0.15Al0.05）1-xO2,研究不同LiTiO2包覆量对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料的结构和电化学性能的影响。……