低温共熔盐法制备LiNi0.8Co0.2O2的结构与电化学性能.pdfVIP

汤宏伟 等 ：低温共熔盐法制备 LiNi。sCo 0z的结构与电化学性能 低温共熔盐法制备 LiNiCo0．2O2的结构与电化学性能 汤宏伟，魏文强，常照荣，王全坤，代冬梅 (河南师范大学 化学与环境科学学院，河南 新乡 453007) 摘 要 ： 低 温 共 熔 盐 0．434LiNO。一0．266LiOH · 高密度非球形 Ni。Co (0H)。前驱体 。 H2O一0．3CH3C0OLi·2H2O在 80～90℃范围实现很 按 照 ，z(LiNO3) ： (LiOH ·H2O) ： 好 的熔融态 。采用这种低温共熔盐制备 出了锂 离子 电 (CH3COOLi·2H2O)一0．62x ：0．38x ：(1一 lz)(z一 池正极材料 LiNi Co0_2O。，XRD检测显示材料 结晶 0．8、0．7、0．6)的摩尔比例配制三元混合锂盐 ，研磨混 度高，具有规整的层状 d—NaFeO 结构 ，SEM扫描显示 合后，将三元混合锂盐与Ni。．8Co0．z(OH)2按 1．1：1 样品形貌均一，颗粒大小均匀。充放 电测试表 明，材料 摩尔 比混合，放人氧化铝研钵，在真空干燥箱 内90℃ 具有良好 的电化学性能，在 2．8～4．3V 电压范围0．2 恒温 0．5h，然后在恒温磁力搅拌器上保温研磨 0．5h， C首次放 电比容量为 174．1mAh／g，循环 2O次后容量 得到前驱体。将此前驱体转移到氧化铝坩埚 ，置高温 保 留 95 。 炉内经三温段焙烧 (200℃、3h；600℃、5h；750～900℃、 关键词 ： 锂离子电池 ；低温共熔盐 ；正极材料 ；LiNi 12～24h)，制得正极材料 LiNi。．Co。_2O 。作为对比， Co02O2 ． 在同等条件下分别使用 LiOH ·H。O和CH。COOLi· 中图分类号 ： TM912；0646 文献标识码 ：A 2H O制备了产品。 文章编号：1001—9731(2010)02—0193—04 2．2 样品的结构表征与电化学性能测试 结构分析用丹东方 圆仪器有 限公司DX一2000型x 1 引 言 射线衍射仪，采集条件为：CuKa辐射，石墨单色器，工 由于新型绿色 电源锂离子 电池采用正极限容 j， 作 电压 40kV，工作电流 40mA，扫描速率为 0．02。／s， 正极材料的研发成为锂离子电池发展的关键。LiNi。．s 步进时间为 0．4s，扫描范围为 15～70~。材料表面形 Co0_2O2是 LiCoO 与 LiNiO 的固溶体，兼备了 Co 貌和颗粒大小采用 日立 ESEM—XL30型电子扫描显微 系、Ni系材料的优点l2卅]，制备条件 比较温和、材料的 镜 (SEM)进行观察。 成本较低、电化学性能优 良，是理想的锂离子电池正极 把所得材料与乙炔黑和 PVDF以质量比8：1：1 材料 。高温固相法生产 LiNi㈣Co O 具有设备和工 混合，加入一定量的N一甲基吡咯烷酮 (NMP)和丙酮， 艺简单、制备条件易控制、便于工业化生产等优点，但 充分混匀 ，超声震荡 0．5h，然后 60℃恒温 10min蒸去 是容易出现混料不均、无法形成均相共熔体、电化学性 丙酮 ，制得浆料。将浆料均匀涂到冲压成 圆片 的铝箔 能不稳定、以及锂盐挥发造成的非化学计量 比产物等 上 ，6O℃恒温 2h，然后将所得正极片以8MPa的压力 问题 ；凝胶一溶胶法等湿化学方法有原料混合均匀、 压制 ，再经真空干燥 12h后 ，于充满氩气 的手套箱内， 产品粒径分布窄、烧结温度低、材料点化学性能 良好等 以金属锂作负极 ，Celgard2400聚丙烯微孔膜作隔膜 ， 优点，缺点也显而易见 ，如制备过程复杂 ，成本难 以控