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NaAlO2包覆LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2材料用于提高锂离子电池正极材料电化学性能*

2021-12-14桂娇康张海朗

功能材料 2021年11期

桂娇康,张海朗

(江南大学 化学与材料工程学院,江苏 无锡 214122)

0 引 言

随着科技日益进步的发展,人们对于可便携式的电子设备如智能手机,笔记本电脑等的需求也越来越多,近年来,锂离子电池作为一种新型的可移动电子设备受到了越来越多的关注和应用。开发更高的能量密度以及优异的长循环性能的电池材料已经迫在眉睫。目前全球新能源汽车发展十分迅猛,最近国务院正式发布了文件,文件资料表明:新能源汽车新车销售总数要2025年末达到汽车的新车的销售总数的20%以上,与20年相比增长率将接近40%,且未来仍呈现上升趋势[1]。

1 实验部分

1.1 材料制备

LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2电池活性材料主要由共沉淀法制得。先称取一定化学计量比为4∶2∶4的NiSO4·6H2O、CoSO4·4H2O、MnSO4·H2O溶于蒸馏水中形成1.0 mol/L溶液。以3 mol/L NaOH溶液为沉淀剂,2 mol/L NH3·H2O溶液为络合剂,以一定量去离子水为底液,于55 ℃的条件下加入反应釜中,同时将过渡金属盐溶液、NaOH溶液和NH3·H2O溶液缓慢泵入,并严格控制pH=11。将得到的沉淀物溶液静置并老化过夜。洗涤、过滤,将得到的LiNi0.4Co0.2-Mn0.4O2(OH)2前驱体在120℃的干燥箱中干燥一天以便去除前驱体中的水分。将制得的前驱体与Li2CO3按照1∶0.54(Li过量8%)的摩尔比准确称取,在玛瑙研钵中充分混合并研磨,在500 ℃、6 h条件下放入马弗炉中进行预烧结。预烧结后冷却取出并继续研磨,研磨后在850 ℃进行高温烧结12 h后自然冷却取出,得到LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2活性正极材料,标记为LNCM-0。将制得的材料加入一定量的无水乙醇当中,在常温下先进行搅拌,另称取包覆量为0.5%,1.0%和1.5%(质量分数)的偏铝酸钠加入无水乙醇中在常温下进行搅拌1 h。……

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