锂镍钴锰氧正极材料的热聚合法制备及性能表征①

Ｌ ｉ Ｎ Ｏ ）、 高 温 固 相 法 是 工业 材 料 制 备 方 法 之 的 比 例 分 别 对 硝 酸 锂 （
一
结束后， 利 用 多 晶转 靶 Ｘ 一射 线 制 备 三 元 材 料 难 以实 现 过 渡 金 属 硝 酸 镍 （ Ｎ ｉ （ Ｎ Ｏ ３ ） ２ ６ Ｈ ２ Ｏ ）、硝 酸 结 粉 末 样 品的 物 相 进 行 分 析 ，
Ｑ ： Ｑ
工 业 技 术
Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃ ｈｎ ｏｌ ｏｇｙ Ｉ ｎｎ ｏｖ ａｔ ｉ ｏｎ Ｈｅｒ ａｌ ｄ
锂 镍 钴 锰氧 正 极 材 料 的热 聚合 法 制 备 及性 能 表征 ①
石芳兰 （ 陇东学 院化学化工学 院 甘肃庆 阳 ７ ４ ５ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 锂 电池发展受锂离子电池正极材料 制约， 这 是因为正极材料与负 极材料 相比 ， 其功率密 度 及能量 密度均低 于负 极 材料， 进而引发钽电
池安全隐患。 目 前在商业锂 离 子电池 中 ， Ｌ ｉ Ｃ ｏ Ｏ ２ 正极材 料应 用最为广泛 ， 具有循环性能好的优 点， 但由于热稳定性差。 且聚毒 性特征 ， 难以得 到进一步应用。 该文拟采用热聚合 法合成锂镍 钴锰氧材料 （ Ｌ ｉ Ｎ ｉ 。 ／ 。 Ｃ ｏ ／ ３ Ｍ ｎ ｚ ／ ３ ０ 。 ） ， 对其制备及表 征性能进行研究， 以求寻得 高能量， 高密 度 低
１ 锂 镍 钴 锰 氧 正极 材 料 制备 流程
Ｌｉ ： Ｎｉ ： Ｃ０ ： Ｍ ｎ＝ １ ． ０ ５： ｌ ／３： １ ／３： １ ／３
后放 人 马 弗炉 中进行 烧 结 。 在 材 料 合成 工作 数 见表 １ 。 从表 ｌ 中可以看 出， 当 烧 结 温 度 从
８ ５ ０ ℃ 上升至９ ５ ０ ℃时 ， 样 品的 晶胞 参 数 ａ 、 ｃ 及 晶胞 体 积都 呈现 出逐 渐增 大 的 趋 势，
但表征六 方结构有序度的标尺ｃ ／ ａ 变 化 不
大。 由于锂在 高温烧 结下会 大量 挥发 ， 因 此 Ｌ ｉ Ｎｉ ｌ ／ ３ Ｃ ｏ …Ｍｎ ｌ ／ ３ ０ ２ 在 烧 结后 ， 结 构 会
发 生 变化 。 在 原 料 中， 为了弥 补 锂 在 高 温 烧
结下 的 挥发 损 失 ， 可 以在 原 料 中将 锂按 剂 量 过量５ ％。 过量的Ｌ ｉ ＋会 进 入 过 渡 金 属 层 ３ ｂ 位 置， 并取代 过 渡 金属 层 中原 有的Ｍ ” 。 这 会
０ ８ ／ １ １ ０ 两 组 衍 射 峰 劈 裂程 度 较 高 ， 表 明 的水 分 完全 蒸 发 ， 丙 烯 酸 聚合 形成 膨 胀 的干 ｌ
选取０ ０ ３ 、 １ ０ ４ 、 １ ０ １ 、 凝胶 。 然 后 将 干 凝 胶 取 出并 磨 细 并 放 入 马 样 品的层 状 结 构 明显 。 ０ ５ ￣ Ｎ ｌ ０ ７ 衍射 峰 ， 基 于 最 小 二乘 法 原 理 ， 利 采 用 热 聚 合 法 合 成 锂 镍 钴 锰 氧 材 弗炉 中进 行 ５ ０ ０ ℃预 烧 ５ ｈ， 之后 会 得 到褐 １ ｉ ｔ Ｃ ｅ ｌ ｌ 软 件 计 算 出不 同样 品 的晶 胞 参 料 ，首 先 要 对 原 材 料 进 行 称 重 ， 根 据 色 的 预 烧 粉 。 再 次 将 预 烧 粉 进 行 研 磨 混 合 用Ｕｎ
Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ２ １ ｅ ｔ ａ
备三元材 料有 超声共 沉淀法 、 溶 胶 一凝 胶 利 用 磁 力 搅 拌 依 次 溶 解 在 去 离 子 水 中 ， 配 烧结 温度 与时 间 的关 系进行 研 究 。
法、 溶 融 盐法 、 微 波 合成 法 等 多种 方 法 ， 置成过渡 金属水溶 液， 并 将总 浓 度 控 制 在 以上制备方法 效果 虽然不错， 但 还 需 进 一 ０ ． ５ Ｍ。 往 溶 液 中加 入 ｌ ／ ２ 体 积 的 丙 烯 酸 ２表征分析 步改进。 本 文 采 用 丙 烯 酸 热 聚 合 法 制 备 （ Ｃ Ｈ， ＝ Ｃ ＨＣ ＯＯ Ｈ） ， 接 着缓 慢 滴加 稀硝 酸 ，
０ ～７ ０。 ， 同时 利 用扫 描 显微 镜 元 素 的均 匀 混 合， 还 会 制 备 过 程 中 进 入 钴 （ Ｃ Ｏ（ Ｎ Ｏ ） ２ ６ Ｈ， Ｏ ）及 醋 酸 锰 的 范 围从 １
同 时 对 杂质 ， 影 响材料 性 能。 有 学 者 研 究 得 出 制 （ Ｍｎ （ ｃ Ｈ Ｃ ＯＯ） ２ ４ Ｈ Ｏ） 进行 称 重， 然 后 仔 细 观 察 粉 末 颗 粒 的 形 貌 及 大 小 ，
图１ 中为８ ５ ０ ～１ ０ ０ ０ ℃烧结１ ５ ｈ 的四
ｉ Ｎｉ ｌ ／ ３ ｃＯ １ ／ ３ Ｍｎ ｌ ／ ３ Ｏ ２ 粉 体 样 品的 ｘＲＤ Ｈ值调 节 到 ３ 。 再 通过 １ ｈ的搅 拌 个 Ｌ Ｌ ｉ Ｎｉ ｌ ／ ３ Ｃ ０ … Ｍｎ Ｏ ２ 粉 体材料， 并 对 材 料 将溶 液 的 Ｐ ０ ０ ６ ／１ ０ ２ 以 及 表征 以 及 电化 学 性 能 的影 响 进行 了分 析。 后， 将溶液放入ｌ ５ ０ ℃的烘 箱 中， 待溶液中、 图 谱 。从 图 中 可 以 看 出 ，
污染的电极材料。
关键词 ： 锂离子电池 锂镍钴锰复合氧化物 （ Ｌ ｉ Ｎ ｉ ］ ／ ３ Ｃ ０ １ ／ ３ Ｍ ｎ ｔ ／ ３ ０ ： ） 制备
性能 表征
中图分类号： Ｔ Ｍ ９ １ ２
文献标 识码： Ａ
文章编号 ： ｌ ６ ７ ４ — ０ ９ ８ ｘ （ ２ ０ ｌ ４ ） ０ ２ （ ｂ ） 一 ０ ０ ９ ３ － ０ ２