锂离子电池多元正极材料的合成

摘要：锂离子电池发展至今，已得到了广泛的应用，但始终不能满足当今科技的发展需要，
这主要是由于作为主流的正极材料钻酸锂的本身上的缺陷，因此寻找新的更符合当今科技
发展的正极材料成为广大科技工作者的主要任务。此论文探讨

LiNil／3G01／3Mnl／30三

元正极材料的合成方法及性能。

关键词：锂离子电池，多元，正极材料，

LiNil／3Co1／3Mnl／30

   锂离子电池正极材料的研究比较活跃，构成正极的材料要求在充放电过程中体积容量基
本保持不变。不产生新相．以及具有很好的可逆性，一般选择相对电位大于

3．5 V且在空

气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物为正极．

LiNiO：结构与LiCoO：类似，也具备仅一

NaFeO：结构且晶型完整[1I，其实际放电容量可达190～220 mAh／g 。，以过渡金属
Co或Ni取代Li[Lil，3Mn∞]02

“

中过渡金属层的 和

Mn，能够得到一种新型的正极材料。

合成方法

1. 低温熔盐法
    1．1 Ni加CoI／3MnI，3(0H)2前驱体的制备
将

Nis0。，CoSo。，MnSo。按一定比例配制成一定浓度的混合溶液(Ni，Mn，Co的摩尔比

为

l：1：1)．反应温度为50℃，搅拌下分别以一定的流速将混合溶液、NaOH溶液(6 

mol·L“)和氨水(12．5 mol-L-1)同时从底部加入反应釜中，保持pH值恒定(pH=10～
11)，控制结晶程度，生成的物料连同母液一同在反应釜上部经导流管流出，再经过滤、洗
涤和烘干工序得到球形前驱体

Nil，3Col，3Mnl／3(oH)2．

1．2 正极材料LiNbCoI／3Mnl／302的制备按照LiN03：LiOH·H20；

CH3COOLi·2H20=0．62x：0．38x：(1一z)(z=0．8，0．7，0．6)的摩尔比例配制
三元混合锂盐，研磨混合后，将其与球形前驱体

Ni”Co。Mn。(()H)：按1．1 z l摩尔比混合，

置高温炉内经

3温段焙烧(200℃、3 h；600℃，5 h；850 1 000℃、6～18 h)，制得球

形正极材料

LiNil，3C01／3Mnl／3 02．

2.共沉淀法
  将合成好的正极材料LiNi帕Co。棚n∞0：与乙炔黑和粘结剂PVDF(聚二氟乙烯)以85：
10：5(质量比) 的配比混合，加入适量NMP(N一甲基吡咯烷酮)溶剂调整粘度，充分混合
均匀后涂在铝箔上，于

120℃真空干燥10 h后，铳成直径为14 mill的电极圆片．以一定

压力压片、干燥后放人手套箱备用．在充满
氩气的干燥手套箱中，将所得的电极作为正极，锂片作为负极，使用微孔聚丙烯隔膜。以

1 

mol／L LiPF6
EC／DEC(体积比为2：1)为电解液．在相对湿度小于1％的真空手套箱内装成扣式模拟电
池．电池的充放电性能测试在高精度电池综合性能检测系统上进行。电池充放电测试采用恒
流一恒压的充电方式，测试温度为室温

(25 oC)，充放电的电压范围为2．8—4．4 V(vs 

Li／Li+)，充电电流密度为20 mA／g，放电电流密度分别为20、40、80、160 mA／g．
循环伏安测试在电化学工作站上进行，扫描的电压范围为

2．74．7 V(VS Li／Li+)，扫描

速率为

0．2 mV／s．

3.其他方法：