《3）O_2结构和电化学性能的影响.》.pdf

华 南 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学版 ) 第40卷 第 1期 JournalofSouthChinaUniversityofTechnology Vo1．40 NO．1 2012年 1月 (NaturalScienceEdition) January 2012 文章编号：1000—565X(2012)01—0001—06 Ti掺杂对正极材料 LiNil／3Co1／3Mnl／3O2结构和 电化学性能的影响冰 肖新颜 汪冬 (华南理工大学 化学与化工学院，广东 广州51o640) 摘 要：为研究离子掺杂对锂离子正极材料LiNiCo Mn O：的影响，采用氢氧化物 共沉淀法制备了Ti掺杂改性的锂 离子正极材料 LiNi1／3一 。Co Mn13Ti／40O2、LiNi1／3一 Co1／3_1／40Mn1／3Ti1／4oO2和LiNi1／3Co1／3Mn1／3_l／40Tilo02，并运用X射线衍射仪和扫描电子显 微镜对Ti掺杂改性后正极材料的晶型和微观结构进行表征，通过高精度 电池性能检测系 统对正极材料的电化学性能进行检测．结果表明：Ti分别取代 Ni、Co和Mn对三元复合正 极材料进行掺杂改性后，改性材料都保持典型的O／．NaFeO层状结构，且晶型 良好；LiNi 。 Co。。Mn ， 一 ／4oTi∞O 轮廓最分明，且形貌均一；3种改性材料的电化学性能均有一定程度 的提高，其中LiNi13Co1／3Mn1／3_l4／oTi14oO2提高最为明显，在0．1c、1．0C和2．0c倍率下 其首次放 电比容量分别为 145．35、140．79和 125．60mA ·h／g．1．0C倍率下循环 30次后 的容量保持率为88．06％． 关键词：正极材料；LiNi1／3Co1／3Mn13O2；钛掺杂改性；微观结构；电化学性能 中图分类号：O614．81；TM912．9 doi：10．3969／j．issn．1000．565X．2012．01．001 锂离子电池 (LIB)作为新一代绿色高能充电电 掺杂离子主要有A1、Mg、Ti和Fe等 J．对正极材料进 池已得到广泛应用，其性能的提高很大程度上取决 行Ti掺杂的报道较多，如Li(NiCo 一MnL／，)MO： 于正极材料的发展．LiNi3Co。，Mn。O：具有高比容 (M = Ti、Mg) 、Li(Nio．5一 Mn0l5一 M2)O2 量、良好的热稳定性及循环性能等优点，受到能源和 (M =Co、A1、Ti) 和 LiNio．5Mno．5一TiO2 ．Saint 材料领域研究者的极大关注 ¨J，该材料也被认为是 等 的研究表明，rri能稳定正极材料的晶型结构， 能取代LiCoO 最好的正极材料之一．其合成方法主 减少活性材料与电解液的接触，从而达到改善其电 要有固相法、共沉淀法、超声喷雾高温热解法、喷雾 化学性能的效果．关于正极材料 LiNi，Co。Mn。，O： 干燥法和溶胶凝胶法等． 的Ni、C0和Mn分别被 Ti取代后的电化学性能的研 目前，LiNiCo。，Mn。O：研究的热点在于改善 究较少． 材料的结构与形貌，以提高其高倍率容量、热稳定性 为此，文中以Ti为掺杂改性离子，采用共沉淀 和循环性能．研究发现，通过不断完善合成工艺以及 法合成氢氧化物前驱体，然后将其与锂盐、二氧化钛 探索新的合成方法可以改善 LiNi3Co Mn。，O 的 球磨混合，经高温焙烧反应分别得到3种 Ti掺杂改 电化学