隨著電動工具、電動汽車（EVs）和智能電網(wǎng)等新興事物的涌現(xiàn)和發(fā)展,高能量密度、高功率密度和長循環(huán)壽命的鋰離子電池的發(fā)展需求變得越來越迫切。正極材料是決定鋰離子電池性能和成本的最關鍵因素,因而是電池材料體系的研究重點。富鎳層狀材料LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）具有較低的成本和優(yōu)異的電化學性能,是一種優(yōu)選的鋰離子電池正極材料。然而NCA材料有一個顯著的缺點,即在高溫（≥50℃）循環(huán)過程中的容量衰減很嚴重,這制約著其在鋰離子電池領域的大規(guī)模應用。NCA材料在脫鋰時生成的Ni⁴⁺會與電解液之間發(fā)生副反應,并且該副反應隨測試溫度的提高而愈加劇烈,與此同時導致材料性能的嚴重衰減,甚至可能引起電池的安全隱患問題。為此,研究者們通常采用表面包覆以避免NCA材料和電解液之間的直接接觸來解決這一問題。早期,研究者們大多選用氟化物、氧化物、磷酸鹽等包覆物質,然而以上包覆物多為離子絕緣體或/和電子絕緣體,這會導致電池的極化增大并由此降低正極材料的容量和倍率性能。本文中,采用共沉淀... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

核殼材料的SEM及EDS測試[49]

圖 1-2 (a)核殼梯度材料的示意圖和(b)二次顆粒橫截面的 EPMA 分析[51]ig. 1-2 (a) The Schematic diagram of Ni-rich material surrounded by concentration-gradient oulayer and (b) the EPMA analysis of its cross-section[51]2011 年，Yang-Kook Sun 又提出平均鎳含量更高的 Li[Ni0.83Co0.07Mn0.10]O核殼材料，該材料表現(xiàn)出更為優(yōu)異的倍率性能。同年，作者又研究了鎳、鈷、素呈全濃度梯度變化的 LiNi0.75Co0.10Mn0.15O2材料，結合 SEM 和 EPMA 分析，從二次顆粒的中心到顆粒表面，鎳和鈷的元素含量逐漸降低，錳元素含量逐

生鋰鎳混排的富鎳層狀材料的結構示意圖，不同原子對 X 射線的散Li、Ni、O 原子的散射因子分別為 1.77、19 和 5.131，(003)晶面為過此一部分 Ni2+與 Li+混排會降低(003)晶面對 X 射線的衍射，相應的 (003)峰的強度降低；理想結構的(104)晶面為元素按照 Li-O-M-O 的，同樣的，Ni2+占據(jù) Li+位會使(104)晶面對 X 射線衍射能力的增強，峰強度升高。因此 I(003)/I(104)的比值越高，說明鋰鎳混排程度越低，認為具有較低陽離子混排的富鎳層狀材料的I(003)/I(104)的峰強比應。此外，(006)/(102)峰和(108)/(110)峰的分峰程度越好，也說明材料的性越好[39]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]加壓氧化法制備LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正極材料[J]. 劉萬民,胡國榮,彭忠東,杜柯,曹雁冰,劉強,黃金龍.  中國有色金屬學報. 2013(01)
[2]鋰離子電池爆炸機理研究[J]. 陳玉紅,唐致遠,盧星河,譚才淵.  化學進展. 2006(06)



本文編號：3053475