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LiNiO2具有比容量高、成本低、污染小和自放电率低等优点,被公认为是取代锂离子二次电池商品化正极材料LiCoO2的新型功能材料。但其循环性能差且难于合成。研究表明,通过掺杂改性可以改善其电化学性能。其中LiNi0.8Co0.2O2具有最好的综合性能,但其循环性能还有待提高。 本课题的目的是借鉴已有的LiNi0.8Co0.2O2的研究成果,找出影响其电化学性能的主要因素,寻求一种优化的工艺对其进行包覆,制备可以满足电池需要的性价比较优的正极材料。 本文采用液相共沉淀法合成出共沉淀前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2,结合高温烧结法制备了锂离子二次电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2。在此基础上,尝试对材料进行包覆。通过XRD分析了产物的结构;SEM观察了材料的表面形貌;恒流充放电测试研究了材料的比容量和循环性能。分析了不同包覆材料及不同包覆量对材料结构和电化学性能的影响,总结出优化的合成工艺及物料配比,初步探讨了包覆型LiNi0.8Co0.2O2的结构和性能关系。 研究发现,与LiNi0.8Co0.2O2材料相比,MgO、Al2O3和LiCoO2包覆的LiNi0.8Co0.2O2材料都具有更好的循环性能。同类材料中,MgO、Al2O3包覆量为3%[n(MxOy)∶n(Ni+Co)]的LiNi0.8Co0.2O2材料都显示出最好的循环性能。MgO包覆量为3%的LiNi0.8Co0.2O2材料首次放电比容量高达194.25mAh·g-1,经60次充放电循环比容量保持率达97.93%。Al2O3包覆量为3%的LiNi0.8Co0.2O2材料首次放电比容量高达196.25mAh·g-1,经60次充放电循环比容量保持率达98.32%。LiCoO2包覆的LiNi0.8Co0.2O2材料的结构和循环性能都得到改善;其中包覆量为10%[n(LiCoO2)∶n(Ni+Co)]的材料循环性能最优良:首次放电比容量达到191.43mAh·g-1,并且100次循环比容量保持率达到99.34%。 本文的研究结果表明,包覆是改善锂离子二次电池正极材料综合性能的有效途径,具有一定的实用价值。