Al包覆对提高钴酸锂使用电压的研究
210979052_固相合成法制备钴酸锂正极材料的关键技术介绍
2022年 12月下 世界有色金属165固相合成法制备钴酸锂正极材料的关键技术介绍甄薇薇（有色金属技术经济研究院有限责任公司，北京 １０００８０）摘 要：钴酸锂是一种重要的锂离子电池正极材料，钴酸锂具有工作电压高、能量密度及压实密度大、循环寿命较长、无记忆效应等优势，已得到广泛应用。
钴酸锂正极材料在３．００Ｖ~４．２５Ｖ电压范围内进行充放电工作时较为稳定，当电压高于 ４．２５ Ｖ时，锂离子电池的循环性能会出现快速的衰减，导致电池容量衰减、副反应加剧等问题。
因此，钴酸锂正极材料的制备方法尤其重要，目前产业化制备钴酸锂正极材料的方法为固相合成法。
本文从固相合成法的关键技术点出发，总结了固相合成法制备钴酸锂正极材料的原料、工艺参数、改性技术。
关键词：钴酸锂；固相合成；工艺；掺杂；包覆；掺杂－包覆中图分类号：ＴＧ１４６．２＋６３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）２４－０１６５－３Introduction of key technologies for preparing lithium cobalate cathode materials by solid state synthesisZHEN Wei-wei（Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８０）Abstract: Ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ． Ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｗｏｒｋｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ， ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｄｅｎｓｉｔｙ， ｌｏｎｇ ｃｙｃｌｅ ｌｉｆｅ， ａｎｄ ｎｏ ｍｅｍｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ， ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ． Ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｍｏｒｅ ｓｔａｂｌｅ ｗｈｅｎ ｃｈａｒｇｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ３．００Ｖ~４．２５Ｖ， ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ４．２５Ｖ， ｔｈｅ ｃｙｃｌｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｗｉｌｌ ｒａｐｉｄｌｙ ｄｅｃａｙ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ａ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ａｇｇｒａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｓｓｕｅｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｔａｒｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ， ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Keywords: ｌｉｔｈｉｕｍ ｃｏｂａｌｔ ｏｘｉｄｅ， ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， ｐｒｏｃｅｓｓ， ｄｏｐｉｎｇ， ｃｏａｔｉｎｇ， ｄｏｐｉｎｇ－ｃｏａｔｉｎｇ收稿日期：２０２２－１０作者简介：甄薇薇，女，生于１９９１年，蒙古族，内蒙古通辽人，硕士研究生，工程师，专业：材料工程。
锂离子电池正极材料表面包覆作用及机理研究
锂离子电池正极材料表面包覆作用及机理研究摘要：近年来，随着能源需求的不断增加，高效的储能技术，尤其是锂离子电池，受到了越来越多的关注。
由于正极材料的性能好坏直接决定着电池的性能，因此，对正极材料表面包覆作用及机理的深入研究受到了广泛关注。
本文详细阐述了正极材料表面包覆作用的机理，主要分为三个方面：形成一层复合型包覆层，减少电极材料间反应和改善电极材料与电解液的界面效应。
包覆后，锂离子电池的循环性能、放电容量、耐久性和安全性得到了明显的改善。
本文重点讨论了表面包覆的不同材料，研究的领域和未来发展的可能性，并给出了相关的结论。
关键词：锂离子电池；正极材料；表面包覆1言锂离子电池是一种优秀的可充电式储能设备，其具有高安全性、高密度、可充电特性等优点，由于其优异的性能使其受到了普遍关注[1]。
当前，锂离子电池的性能主要取决于其正极材料，因此，研究正极材料的表面包覆作用及机理，对于提高锂离子电池的性能具有重要意义。
2极材料表面包覆的机理2.1成一层复合型包覆层表面包覆是对电池材料表面施加一种复合型薄膜，以改善电池的性能。
表面包覆可形成一个复合型膜，以初始化电极表面，通过调整电极表面的电子结构，从而改善电池表面的电子储存能力和电荷传输特性，这将有助于改善电池的充放电性能和稳定性。
复合型包覆也可以阻止电极材料间的反应，减少电极材料的消耗，从而有效提高电池的循环寿命。
2.2少电极材料间的反应表面包覆能有效减少电极材料间的相互反应，在电池工作过程中，反应物分子经常发生迁移和重组，表面包覆能阻止反应物分子之间的作用，从而阻止反应物间的反应。
此外，表面包覆还能够固定正极材料，防止其在溶剂中流失，从而减少正极材料的消耗，有利于提高电池循环寿命。
2.3善电极材料与电解液的界面效应表面包覆能改善电极材料与电解液之间的界面环境，从而提高电极材料的稳定性。
对于有机电解液，电极与溶剂之间的界面反应会产生负载，从而导致电极发生氧化或过氧化反应，有利于改善电池的稳定性[2]。
高电压钴酸锂正极材料包覆改性的研究进展
高电压钴酸锂正极材料包覆改性的研究进展发布时间：2023-01-11T04:44:24.245Z 来源：《中国建设信息化》2022年8月16期作者：马斌[导读] 钴酸锂是消费类锂离子电池产品中应用较为广泛的正极材料之一。
马斌东莞锂威能源科技有限公司广东东莞 523000摘要：钴酸锂是消费类锂离子电池产品中应用较为广泛的正极材料之一。
近年来，由于消费类产品的高能量密度需求的不断提高，使得高电压钴酸锂正极材料得到飞速发展，但高电压条件下，钴酸锂材料的体相结构、界面不稳定性愈发明显，致使钴酸锂的电化学性能快速衰减。
基于此，对高电压钴酸锂包覆改性研究情况深入分析，通过金属氧化物、有机物包覆等表面修饰改性工作，系统研究钴酸锂正极表面包覆对电化学性能的影响。
关键词：高电压钴酸锂；正极材料；包覆改性；研究进展引言在高电压下，钴酸锂材料的体相结构、界面不稳定性愈发明显，致使钴酸锂的化学性能出现快速衰退情况。
在对钴酸锂电化学性能改进过程中，元素掺杂的应用较为普遍，但其相应的改性机理，尤其是在高电压下面的长程、局域结构演化会对电化学性能很大影响，所以要对高电压钴酸锂正极材料包覆改性进行深层次研究与探索，为高电压钴酸锂正极材料商品化目标的实现奠定坚实基础。
1锂离子电池的组成及工作原理锂离子电池具体是指将石墨作为负极，各种含锂的化合物作为正极的可充电二次电池。
锂离子电池的组成部分有隔膜、电解液、正负极材料，与锂离子整体性能有极为紧密地联系。
在当前锂离子电池研究阶段，研究人员会将重点放在上述四个部分上。
当然，若想保证锂离子电池的完整性，还需要非核心部分的支持，包括集流体、粘结剂等。
正极材料作为锂离子电池的关键，从结构上划分，可以分为层状结构、尖晶石结构以及橄榄石结构等。
正极材料是锂离子电池的主要锂离子供体，与负极材料相比，正极材料在价格方面颇高，储锂能力不强[1]。
锂离子电池本质上属于浓差电池，锂离子在正负极之间的往返扩散可以为电能的释放、存储提供支持。
锂离子电池正极材料的ald包覆技术开发与应用
锂离子电池正极材料的ALD包覆技术开发与应用1. 应用背景锂离子电池作为目前最常用的可充电电池之一，在移动设备、电动汽车和储能系统等领域有着广泛应用。
而锂离子电池的性能主要受限于正极材料的性能，其中正极材料的包覆技术对于提高锂离子电池的性能具有重要意义。
传统上，锂离子电池正极材料常采用混合物或复合物形式，由于其表面积较大，会导致与电解液之间的接触面积增大，进而引起与电解液之间的副反应增多、容量衰减等问题。
因此，发展一种有效的包覆技术来改善正极材料与电解液之间的界面是非常必要和迫切的。
原子层沉积（Atomic Layer Deposition, ALD）作为一种精确控制薄膜厚度和成分的技术，在锂离子电池正极材料中得到了广泛应用。
本文将详细介绍ALD包覆技术在锂离子电池正极材料中的开发与应用情况。
2. 应用过程ALD包覆技术通过在正极材料表面逐层沉积一层薄膜，可以实现对正极材料的精确控制和改性。
下面将介绍ALD包覆技术在锂离子电池正极材料中的应用过程。
2.1 原子层沉积技术原子层沉积是一种以蒸发源和反应源为基础的表面修饰技术，通过周期性的注入蒸发源和反应源，使其分别与基底表面反应从而形成一层均匀、致密且具有精确厚度的薄膜。
ALD技术具有如下特点： - 反应条件温和，适用于各种基底材料； - 反应前驱体易得，并且可以通过调整反应条件来实现不同成分、厚度和形态的沉积；- 沉积过程可控性强，可以实现亚纳米级别的精确控制。
2.2 正极材料表面修饰在锂离子电池正极材料中，ALD包覆技术主要用于改善正极材料与电解液之间的界面性能，提高电池的循环性能和容量保持率。
常见的正极材料包括氧化物、磷酸盐等。
ALD包覆技术可以通过修饰正极材料表面来实现以下目标： - 增加电池的循环寿命：ALD可以在正极表面形成一层致密、均匀的薄膜，阻止电解液中的溶剂和金属离子进一步渗透到正极材料中，减少副反应的发生。
- 提高电池容量：ALD可以修饰正极表面，增加其与锂离子之间的接触面积，提高锂离子在正极材料中的嵌入/脱嵌速率。
216.2mAhg！高压钴酸锂新高度！
216.2mAhg！高压钴酸锂新高度！钴酸锂作为最早商业化的正极材料，在消费电子领域取得了巨大的成功，但是目前钴酸锂材料实际上仅仅发挥出了其一半左右的容量，钴酸锂材料的理论容量可达270mAh／g，如果要让钴酸锂发挥出更高的容量只有提高充电电压，但是过高的充电电压会导致Co元素的溶解和LCO材料的不可逆相变，通过表面包覆和元素掺杂处理可以有效的提升LCO稳定性，目前商业化的高压LCO一般可以将充电截止电压提高到4.35V左右，可逆容量发挥达到165mAh/g，但是要充分发挥LCO材料的容量，这还远远不够。
之前我们曾经报道过华为与阿贡国家实验室合作，通过La、Al掺杂的方法将LCO的稳定充电电压提升至4.5V，材料的可逆容量达到190mAh/g（详见链接：《千亿科研经费不会白花！华为、阿贡国家实验室共同开发新型高压钴酸锂材料，可逆容量达到190mAh/g！》）。
近日，浙江大学的Jiawei Qian（第一作者）、Houlong L. Zhuang（通讯作者）和Yingying Lu（通讯作者）等人更进一步，通过在LCO材料表面包覆一层Li、Al和F复合惰性层，避免了LCO与电解液直接接触，减少了Co元素的溶解，同时表面惰性层还在LCO颗粒的表面通过扩散产生了一层掺杂层，抑制了循环中LCO材料的相变，在这些措施的帮助下，成功的将LCO的稳定电压提升至4.6V，可逆容量也达到了216.2mAh/g。
材料的制备过程如上图所示，首先将Al(NO3)3·9H2O, LiNO3和NH4F溶解在去离子水中，随后将直径为5um左右的LCO颗粒缓缓加入到上述溶液之中，Al(OH)3、LiOH和F-会迁移到LCO颗粒的表面，然后将处理后的LCO颗粒在500℃下、氩气气氛中进行焙烧处理，获得最终的产物LAF-LCO材料，通过密度函数理论计算显示，表面层最有可能形成的材料结构为Li1/3Al1/3Co2/3O4/3F2/3。
Li_(2)MgSiO_(4)包覆LiCoO_(2)正极材料的高电压性能
Li 2 MgSiO 4包覆LiCoO 2正极材料的高电压性能申斌，刘万民*，秦牡兰，王伟刚（湖南工程学院材料与化工学院，湖南湘潭411100 ）摘要：采用溶胶-凝胶法制备快离子导体硅酸镁锂（Li 2MgSiO 4）包覆的钴酸锂（LiCoO 2）正极材料，利用XRD 、SEM 和能量散射谱（EDS ）等分析样品的晶体结构、形貌和元素组成。
Li 2MgSiO 4包覆未破坏LiCoO 2的层状结构，且包覆层分布均匀，使 电化学性能得到提升。
在2. 75~4. 55 V 充放电，包覆材料的0. 10 C 比容量为206. 3 mAh/g ；0. 50 C 循环50次的容量保持率为82. 8%，高于未包覆材料的34. 8% ；4. 00 C 放电比容量可达0. 10 C 时的64%。
关键词:锂离子电池；钴酸锂（LiCoO 2）；硅酸镁锂（Li 2MgSiO 4）；高电压；包覆中图分类号:TM912. 9 文献标志码：A 文章编号：1001-1579（2021）02-0178-05High voltage performance of Li 2MgSiO 4 coated LiCoO 2 as cathode materialSHEN Bin,LIU Wan-min * ,QIN Mu-lan,WANG Wei-gang( College of Materials and Chemical Engineering , Hunan Institute f Engineering ,Xiangtan , Hunan 411100, China )Abstract :The lithium cobalt oxide( LiCoO ^) cathode material coated with fast ion conductor material lithium magnesium silicate( Li 2 MgSiO 4 ) was prepared via sol-gel method. The crystal structure,morphology and element composition of prepared samples wereanalyzed by XRD,SEM and energy dispersive spectroscopy( EDS). The Li ^MgSiO 4 coating layer didn ' t damage the layered structureof LiCoO ： and was evenly distributed , so that the electrochemical performance was improved. When charged-discharged in 2. 75 -4. 55 V,the specific capacity of the coated material was 206. 3 mAh/g at 0. 10 C,the capacity retention rate of 50 cycles at 0. 50 Cwas 82. 8% ,which was higher than the 34. 8% of the uncoated material, when discharged at 4. 00 C, it could deliver 64% of the specific capacity at 0. 10 C.Key words ：Li-ion battery ； lithium ion cobalt oxide ( LiCoO ^) ; lithium magnesium silicate ( Li 2MgSiO 4 ) ； high voltage ；coating钻酸锂（LiCoO 2）正极材料的理论比容量有274 mAh/g, 但可逆充放电容量与工作电压相关［l ］o 充电上限电压越高，放岀的容量越多，但材料的结构和界面稳定性也会变差，对 应循环性能下降,因此,在实际应用中丄iCoO 材料的可用容量低于理论值。
钴酸锂正极材料表面改性进展
钴酸锂正极材料表面改性进展钴酸锂（LiCoO2，简称LCO）正极材料因其高能量密度、高电压平台和良好的循环稳定性，在锂离子电池领域得到了广泛的应用。
然而，随着电动汽车和便携式电子设备对电池性能要求的不断提高，钴酸锂正极材料在实际应用中也面临着一些挑战，如较低的热稳定性、较差的循环寿命和较差的安全性等。
为了提高钴酸锂正极材料的性能，研究者们进行了大量的表面改性研究。
本文将探讨钴酸锂正极材料表面改性的研究进展。
一、钴酸锂正极材料的表面改性方法钴酸锂正极材料的表面改性方法主要包括物理改性和化学改性两大类。
1.1 物理改性方法物理改性方法主要通过改变材料的表面形貌、结构和尺寸来改善其性能。
常见的物理改性方法包括机械球磨、热处理、超声处理等。
1.1.1 机械球磨机械球磨是一种通过外力作用使材料颗粒细化、表面活性增加的方法。
通过球磨处理，可以有效地减小钴酸锂正极材料的颗粒尺寸，增加其比表面积，从而提高材料的电化学反应活性和循环稳定性。
1.1.2 热处理热处理是通过控制温度和气氛来改变材料表面性质的方法。
适当的热处理可以去除钴酸锂正极材料表面的杂质，减少晶格缺陷，提高材料的热稳定性和电化学性能。
1.1.3 超声处理超声处理利用超声波的空化效应，使材料表面产生微米级或纳米级的裂纹，从而增加材料的比表面积和表面活性。
超声处理可以有效地改善钴酸锂正极材料的电化学性能。
1.2 化学改性方法化学改性方法通过在材料表面引入新的化学基团或化合物来改善其性能。
常见的化学改性方法包括表面包覆、表面涂层、表面掺杂等。
1.2.1 表面包覆表面包覆是通过在钴酸锂正极材料表面包覆一层稳定的化合物，如氧化物、磷酸盐、氟化物等，来提高材料的热稳定性和循环稳定性。
包覆层可以有效地阻止电解液与材料表面的直接接触，减少副反应的发生。
1.2.2 表面涂层表面涂层是通过在钴酸锂正极材料表面涂覆一层导电性好、化学稳定性高的化合物，如碳材料、聚合物等，来提高材料的电导率和循环稳定性。
Al2O3
第15卷第2期2024年4月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.15，No.2Apr. 2024Al 2O 3/LiAlO 2协同提升LiNi 0.92Co 0.04Mn 0.04O 2正极材料循环稳定性的研究牛小伟*1，2， 李妍泽2（1.河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心， 郑州 450018； 2.郑州铁路职业技术学院， 郑州 450052）摘要：锂离子电池 （LIBs ） 是最普遍的储能设备之一，高镍LiNi 0.92Co 0.04Mn 0.04O 2正极因其放电比容量高而备受关注，然而，在长循环的过程中，由于正极表面的活性物质发生了化学和结构变化，LIBs 的能量存储能力会随着循环的进行而减弱。
理解和缓解这些退化机制是减少容量衰退的关键，从而提高锂离子电池的循环寿命。
包覆是常见的改性手段，可改善高镍LiNi 0.92Co 0.04Mn 0.04O 2正极界面稳定性并降低表面降解的程度。
但是，常规包覆方法形成的包覆层的厚度和均匀性难以调控，为了改进此问题，本研究建立了一种Al 2O 3/LiAlO 2薄膜，对LiNi 0.92Co 0.04Mn 0.04O 2具有协同改性效应，可形成厚度均匀的双包覆层，增强正极材料的循环性能和结构稳定性。
研究结果表明，Al 2O 3/LiAlO 2双包覆层可以有效抑制不可逆相变，提高材料的结构稳定性。
改性的材料展现出优异的循环稳定性，在2.75~4.40 V 电压范围内循环200圈，放电比容量为141.2 mAh/g ，容量保持率高达76.1%。
本研究为商业化正极材料界面的改性提供了新的思路。
关键词：锂离子电池；均匀性；Al 2O 3/LiAlO 2双包覆层；容量保持率中图分类号：TG132；TM912 文献标志码：AStudy on improving the cycling stability of LiNi 0.92Co 0.04Mn 0.04O 2 cathodematerial by synergistic Al 2O 3/LiAlO 2NIU Xiaowei *1, 2, LI Yanze 2（1. Henan Intelligent Safety Engineering Research Center for Rail Transit ， Zhengzhou 450018， China ；2. Zhengzhou Railway Vocational Technical College ， Zhengzhou 450052， China ）Abstract: Lithium-ion batteries (LIBs) are one of the most common energy storage devices, and the high nickel LiNi 0.92Co 0.04Mn 0.04O 2 positive electrode has attracted much attention due to its high specific discharge capacity. However, the energy storage capacity of LIBs will be weakened with the cycle due to the chemical and structural changes of active substances on the surface of the positive electrode during the long cycle. Understanding and mitigating these degradation mechanisms is key to reducing capacity degradation and improving the cycle life of lithium-ion batteries. Coating is a common modification method, which can improve the stability of high nickel LiNi 0.92Co 0.04Mn 0.04O 2 positive electrode interface and reduce the surface degradation degree. However, the thickness and uniformity of the coating layer formed by conventional coating methods are difficult to regulate. In order to improve this problem, the co-modification effect of the Al 2O 3/LiAlO 2 thin film on LiNi 0.92Co 0.04Mn 0.04O 2 was reported收稿日期：2023-01-12；修回日期：2023-04-24基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目（62003313）通信作者：牛小伟（1988— ），讲师，主要从事轨道车辆新能源材料的开发与研究。
氧化钴原料对钴酸锂性能的影响
制备出的ＬｉＣ００２—３粒度分布窄、比表面积小、振实密度最大，综合物理指标最好。
比较不同氧化钴合成出的钴酸锂的ＳＥＭ照片，发现采用ｃｏ—ｌ的产物呈不规则的片状，而电池级氧化钴制备出的钻酸锂形貌均为类球形。
其中，ＬｉＣ００２．３基本粒子粒度分布更均匀，预计其电池循环性能较好。
３．氧化钴对钴酸锂电性能的影响ＬｉＣ００２．１充放电曲线（４０次）ＬｉＣ００２．３充放电曲线（４０次）图１充放电曲线比较比较几种钴酸锂的充放电曲线，电池级氧化钴制备出的钴酸锂电压平台高，并且在４０次循环过程中，放电容量和放电电压基本保持不变，平均电压始终保持在３．７５Ｖ以上。
而电子级氧化钻电压平台较低（３．７１Ｖ），且随着循环进行，容量和平均电压衰减很快。
图２是ＬｉＣ００２—３的４００次循环曲线，在４００次循环后，放电容量保持率依然高达９１．３％，３．６Ｖ以上容量保持率也高达９０．９％。
这说明电池级氧化钴Ｃｏ一３非常适合用作锚酸锂的起始原料。
四、结论１、电子级氧化钴由于基本粒子偏细，制备出的钴酸锂比表面大，振实密度低，粒度分布不均，不适合用作锂离子电池原材料。
２、电池级氧化钴Ｃｏ．３基本粒子大，粒度分布窄，合成出的锚酸锂比表面小，振实密度高，制成方型０４０５３０电池的放电平台高，且容量保持率高，是理想的锂电池原料，图２ＬｉＣｏＯｚ。
４循环性能（４００次）参考文献１１】Ｃ．一Ｈ．Ｈａｎ，Ｙ，－Ｓ．Ｈｏｎｇ，Ｃ．Ｍ．Ｐａｒｋ，ｅｔａ１．，Ｊ．ＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ９２（２００１）９５ｆ２】ＺＳ．Ｐｅｎｇ，Ｃ，Ｒ，ＷａｎａｎｄＣ．ＹＪｉａｎｇ，Ｊ，ＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｇ．７２（１９９８）２１５ａｌ…ＪＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．，３０（２０００）１０８１【３】Ｓ．ＴＭｙｕｎｇ，Ｎ．Ｋｕｍａｇａｉ，Ｓ．Ｋｏｍａｂａ，ｅｔｆ４１Ｇ．Ｇ．Ａｍａｔｕｃｃｉ，ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＩｏｎｉｃｓ，８６（１９９６）１６９【５】５李刚兴，姜ｋ印，万春荣等，无机材料学报，１４（１９９９）６５７；Ｖ氧化钴原料对钴酸锂性能的影响作者：刘亚飞， 陈彦彬， 白厚善作者单位：北京矿冶研究总院当升材料科技有限公司1.学位论文石迪辉四氧化三钴的制备对钴酸锂性能的影响2006钴酸锂的生产基本上是采用以碳酸锂和四氧化三钴为原料的高温固相法。
高电压钴酸锂的改性及其储能特性探讨
高电压钴酸锂的改性及其储能特性探讨高电压钴酸锂是一种重要的正极材料，具有高能量密度和良好的循环性能，是锂离子电池中的重要组成部分。
钴酸锂在高电压下容易发生析氧和颗粒结构破坏，导致其循环稳定性差，不利于其在储能领域的应用。
改性高电压钴酸锂材料的研究备受关注，本文将探讨高电压钴酸锂的改性及其储能特性。
一、高电压钴酸锂的改性方法1. 共掺杂：通过将铝、镁等金属离子共掺杂到钴酸锂结构中，可以有效提高其热稳定性和结构稳定性，减少析氧反应的发生，从而改善其循环稳定性。
2. 表面涂层：利用聚合物、氧化物等材料对钴酸锂颗粒进行表面涂层，可以提高其电化学性能和循环稳定性，防止颗粒结构破坏。
3. 合金化：将其他金属元素与钴酸锂进行合金化改性，可以调控其结构和电化学性能，提高其循环稳定性和容量特性。
二、改性高电压钴酸锂的储能特性1. 循环性能：改性高电压钴酸锂材料的循环稳定性明显提高，循环寿命大大延长。
共掺杂和表面涂层的改性方式可以有效抑制钴酸锂在高电压下的结构破坏，减少容量衰减。
2. 安全性能：改性高电压钴酸锂材料在高电压下的热稳定性提高，极大地提高了锂离子电池的安全性，减少了因过充和过放引发的安全隐患。
3. 能量密度：改性高电压钴酸锂材料具有更高的比容量和能量密度，可以为锂离子电池的性能提升提供更多可能。
三、展望改性高电压钴酸锂材料的研究已经取得了一定的进展，但仍面临一些挑战。
现有的改性方法往往会降低材料的比容量或增加成本，需要寻求更加经济高效的改性途径；改性后的材料在高温和快充快放等极端工况下的性能仍有待提高。
未来的研究应该致力于综合考虑改性效果、成本和实际应用需求，寻求更加全面的改性方案，同时结合多学科交叉研究，推动高电压钴酸锂材料的改性与应用。
高电压钴酸锂的改性及其储能特性是当前锂离子电池领域的研究热点，通过合理的改性方法可以有效提高其循环稳定性、安全性和能量密度，为锂离子电池的性能提升提供可能。
未来的研究需要综合考虑实际应用需求和成本等因素，寻求更加全面的改性方案，为高电压钴酸锂在储能领域的应用提供更多可能。
高电压钴酸锂电池的研究进展
高电压钴酸锂电池的研究进展摘要：钴酸锂(LCO)在所有锂离子电池正极材料中具有体积比能量高，工作电压范围宽，压实密度高，理论比容量大，且LCO特殊的α-NaFe2层状结构可以实现Li+的快速迁移及稳定循环；但是，LCO材料的实际比容量(140mAh/g,Li1－xCoO2,x≈0.5,~4.2Vvs.Li/Li+)只有理论值(274mAh/g,Li1－xCoO2,x≈0.5,~4.2Vvs.Li/Li+)的60%。
研究表明，通过提高电池的充电截止电压，可以大大提高LCO正极材料的比容量以及能量密度，然而随着Li+的不断脱嵌，导致LCO从六方晶相(O3相)到单斜晶相的不可逆相变。
此外，在高电压下LCO材料界面与电解质间的副反应通常会导致LCO电池容量下降及循环性能不稳定，从而限制了高电压LCO电池的商业应用。
为了充分发挥LCO材料的应用价值，研究者进行了大量的研发工作，主要包括LCO正极材料的改性及电解质添加剂的筛选。
关键词：高电压；钴酸锂电池；研究进展引言钴酸锂(LiCoO2)因具有较高比容量、高放电平台及压实密度等优点，是目前用于3C等消费类电池的主要正极活性材料。
随着电子产品的轻量化、微型化发展，对钴酸锂体系锂离子电池的能量密度和循环性能要求逐渐提高，如何有效提升能量密度是当前亟需解决的问题。
1高电压钴酸锂电池的研究进展1.1正极材料的研究进展在锂离子电池充电到高截止电压的过程中，LCO晶体结构经历了多种相变(H1到H2，~3.9V，绝缘体-金属转变；M1，~4.1V；H3，~4.2V，有序-无序转变；M2，~4.55V；O1)，导致晶体向c和a轴各向异性膨胀和收缩。
反复经历上述过程后，LCO材料不可逆相变(例如，H2到M1，M1到H3，H3到M2)增多，导致锂离子电池的容量衰减严重。
1.2电解质的研究进展高电压下，LCO层状结构由于过度脱锂而变得不稳定，从而诱导Co4+溶解在液体电解质中；电解质在Co4+催化及高电势双重作用下被氧化分解生成大量气体。
钴酸锂包覆氧化铝和包覆磷酸铝性能对比分析
锂离子电池正极材料钴酸锂分别用Al2O3和AlPO4包覆对比摘要：ALPO4包覆的钴酸锂与Al2O3包覆的钴酸锂正极材料电化学性能和热学性质的比较。
虽然，在4.6V下循环，AL2O3包覆的正极材料循环稳定性和AlPO4包覆的循环稳定性几乎一样，但是电压增加到4.8V时，Al2O3包覆的材料容量急速衰减，较AlPO4包覆的材料容量多衰减20%。
在4.8V下，AL2O3包覆材料不可逆容量（34mAH/g）也比ALPO4包覆材料（24mAh/g）大。
这可能是在高的电压下，更多的Co溶解在电解液中。
差示扫描热量仪的测试结果显示，AL2O3包覆的正极材料的所以热量释放和未包覆的材料一样，但是正极材料中释放氧气的起始温度增长到190℃（从未包覆材料的170℃）。
另外，AlPO4包覆的钴酸锂显示出了一个更加高的释放氧气温度230℃，比起AL2O3包覆的材料热量释放的温度大幅度降低。
这个结果和12V过充实验有关：与AL2O3包覆和未包覆的钴酸锂正极材料相比，包覆AlPO4的钴酸锂没有显示出热量流失的现象。
介绍：评估锂电池性能的关键指标是放电容量效率，循环寿命，和热稳定性，而这些性能很大程度上都由正极材料决定。
在这些性能中，电池的热稳定性逐渐上升到和电池容量一样重要。
在安全指南下，12V过充实验过程中，没有防护设备的电池显示热量的损失引发了过流，过充，和温度急剧升高。
很多报道的锂电池安全事故都是由于移动电子设备故障产生的。
正极材料的重量部分加速了热量累计的速率，外部温度超过500℃时内部短路会造成电池爆炸。
引起这个问题的最不利因素是，在提高温度时，脱锂的正极材料和易燃的电解液的剧烈反应。
它的影响可以通过DSC（差动扫描量热法）和温度与热量加速上升的关系确定。
几个学者报道在电解液中加入添加剂可以阻止热量流失。
然而，他们报道，比如磷酸化合物和芳香族化合物与甲基原子团，可以降低电解液的易燃性质。
在充电状态，γ-丁内酯经常用作减少正极材料和电解液的直接反应，这种溶剂，被报道分解进入有机物质，而这种有机物呢则是将正极材料封起来，阻隔了和电解液的直接反应。
高电压钴酸锂(LCO)正极材料研究现状
第50卷第2期辽 宁化工Vol.49，No. 2 2021 年 2 月Liaoning Chemical Industry_____________________________February,2021局电压钴酸锂（LCO )正极材料研究现状孙宏达，周森，苏畅(东北大学冶金学院，辽宁沈阳110068)摘要：作为能源储存器件，化学电源具有较高的能量转化效率，广泛应用于日常生产和人们生活当中=随着人们环保意识的逐渐增强，越来越多的人选择购买新能源汽车，目前化学电源被广泛地应用于新能源汽车行业。
由于需要考虑电池本身的安全性以及电池容量、循环效率等诸多因素，目前对于化学电源的研究还在持续进行着。
在诸多类的二次电池中，锂离子电池具有众多优点，包括工作电压高、能量密度大、循环寿命长、环境友好等，因而被广泛应用于新能源汽车以及其他移动通讯设备的储能装置。
着重介绍高电压钴酸锂（LCO)正极材料的反应机理，并对面临的难题以及正极材料的改性研究现状进行了归纳和总结。
关键词：高电压；LCO;正极材料；改性研究中图分类号：TM911.3 文献标识码：A文章编号：1004-0935 ( 2021) 02-0197-04随着社会的进步和科技的发展，人们生活水平 得到了很大的提高，随之所需要的能源消耗也逐渐 增加。
就目前我国资源利用情况来看，传统的能源 (煤、石油、天然气等不可再生资源）正面临严峻 的考验，同时这类资源在燃烧的过程中会产生许多 的有害物质和温室气体二氧化碳，造成自然环境污 染和全球气候变暖等问题。
因此开发和探索新型可 再生资源迫在眉睫，而太阳能、风能、核能、潮汐 能等这类能源拥有可再生、来源广泛等优点，因此 深受学术界的科研人士的喜爱。
但这些能源的利用 离不开化学电源。
钴酸锂电池作为常用化学电源，被广泛应用于生产和生活中。
本文将着重介绍高电 压钴酸锂（LC0)电池正极材料的研究现状。
1LC0研究存在的问题及分析1980年牛津大学教授GOODENOUGH提出了 可逆脱嵌锂离子的过度金属氧化物LiCo02，这种 材料具有R-3M空间群锂离子与钴离子交替排列，在氧阴离子构成的骨架当中具有二维的锂离子传输 通道。
无人机用高电压钴酸锂的制备及性能
无人机用高电压钴酸锂的制备及性能庞佩佩;王正;宋晓娜;邓耀明【摘要】用机械球磨-高温煅烧法制备钴酸锂(LiCoO2),然后进行磷酸铝(AlPO4)包覆.XRD、SEM和电化学性能测试结果表明:制备的LiCoO2为二次颗粒结构,表面有均匀的AlPO4包覆层.在3.00～4.50V以1.0C充电、2.0C放电,包覆AlPO4材料第50次循环的放电比容量由未包覆材料的137.0 mAh/g上升到166.6 mAh/g.包覆处理可提升正极的热稳定性和高电压高温持续充电的时间,从而提高电池的高温安全性能.%Lithium cobalt oxide (LiCoO2) materials were synthesized by a mechanical ball milling-high temperature sintering method,and then coated with aluminum phosphate (ALPO4).The results of XRD,SEM and electrochemical performance tests indicated that the prepared LiCoO2 was secondary particle morphology coating with uniform AlPO4 on the surface,and electrochemical performance was elevated remarkably.When charged with 1.0 C and discharge with 2.0 C in 3.00-4.50 V,the specific discharge capacity of the material coated with AlPO4 in the 50th cycle was increased to 166.6 mAh/g from 137.0 mAh/g of the uncoated material.The thermal stability of cathode and continuous charge time at high temperature and high voltage were increased via the coating treatment,thereby the safety performance of battery at high temperature was improved.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2017(047)003【总页数】4页(P160-163)【关键词】无人机;包覆;高电压;钴酸锂(LiCoO2);磷酸铝(AlPO4)【作者】庞佩佩;王正;宋晓娜;邓耀明【作者单位】东莞市迈科新能源有限公司,广东东莞523770;东莞市迈科新能源有限公司,广东东莞523770;东莞市迈科新能源有限公司,广东东莞523770;东莞市迈科新能源有限公司,广东东莞523770【正文语种】中文【中图分类】TM912.9无人机使用的电池主要有燃料电池、太阳能电池和锂离子电池等[1]。
Li2O—AlO—SiO2快离子导体包覆钴酸锂正极材料研究
下 与电解液反应破坏材料 结构 ， 还 可 以 提 高 材 料 导 电性 ， 降低 内 阻 ， 实 现 锂 离 子 电池 的 快 速 充 放 电 。 【 ｌ ８ 本 文采 用 Ｌ ｉ ０一 Ａ １ ０一 Ｓ ｉ Ｏ 锂 快离 子导 体 对 Ｌ ｉ Ｃ ｏ Ｏ： 进 行 了表 面 包 覆 研 究 。
室温。
半。 为 了增 加 Ｌ ｉ Ｃ ｏ Ｏ 的实 际 充放 电容 量 ， 需要将 Ｌ ｉ Ｃ ｏ Ｏ 充 电到
更 高 的 电 ， 但 较 高 的 电压 上限 （ ＞４ ． ２ Ｖ） 将 导 致 材 料 不 可 逆 的 相变和 ｃ ｏ “的 溶解 ， 使 其 循 环性 能 大 大衰 减 。 同时 材料 表 面高 氧化态的 Ｃ ｏ “与 电解 液 发 生 作 用 ， 释放气体和热量 ， 导 致 表 面 结 构 稳 定性 破 坏 ， 容 量 快速 衰减 ， 存 在 安 全 隐患 。［ ３ ， ４ １ 目前 对 Ｌ ｉ Ｃ ｏ Ｏ 的研 究 主要 集 中在 如 何 提 高 Ｌ ｉ Ｃ ｏ Ｏ 的充 电 电压 上 限 ， 以提 高 其 比容量 、 改 善 其循 环 性 能 方 面 。 主要 采取 晶
Al-Y-Zr原位共掺杂提高4.53 V钴酸锂正极材料的循环性能
Al-Y-Zr原位共掺杂提高4.53 V钴酸锂正极材料的循环性能胡大林;任潘利;张昌明;杨明阳;卢周广【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2024(13)3【摘要】钴酸锂是一种成功实现商业化的锂离子电池正极材料,但其实际的容量远低于其理论容量(274 mAh/g)。
提高钴酸锂的充电截止电压能够有效提高其放电容量,但钴酸锂在高压条件下结构不稳定性,导致其循环寿命明显降低。
本工作提出一种Al-Y-Zr原位共掺杂的策略,以提高钴酸锂在4.53 V的循环性能。
通过将Al-Y-Zr掺杂的Co_(3)O_(4)、Li_(2)CO_(3)、MgO按一定化学计量比称取并混合均匀后,采用高温固相法合成LiCo(1-a-b-c-d)AlaZrbYcMgdO2正极材料,并探究了原位共掺杂对高电压钴酸锂循环性能的影响。
X射线衍射(XRD)表明掺杂前后晶体均为六方相层状结构,扫描电镜(SEM)说明了掺杂元素对晶体颗粒粒径的调控作用。
循环前后的电化学阻抗谱(EIS)表明,Al-Y和Al-Y-Zr共掺杂能有效抑制循环过程中电荷转移阻抗(Rct)的增长。
扣式电池及软包电池测试结果都表明Al-Y和Al-Y-Zr前驱体共掺杂能够显著提升循环性能,后者提升更明显。
本研究有助于推动高电压钴酸锂正极的应用,为高比能量锂离子电池技术的研发提供实验依据。
【总页数】7页(P742-748)【作者】胡大林;任潘利;张昌明;杨明阳;卢周广【作者单位】南科大材料系-豪鹏科技新能源联合实验室;南科大材料系-豪鹏科技新能源联合实验室【正文语种】中文【中图分类】TM911【相关文献】1.Ni-Mn共掺杂高电压钴酸锂锂离子电池正极材料掺杂对523型镍钴锰酸锂正极材料电化学性能的影响3.铝、钴元素共掺杂对尖晶石型锰酸锂高温循环性能的研究4.浅析园林施工新技术在园林工程中的应用5.In-Mg-Al共掺杂高电压钴酸锂正极材料的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钴酸锂正极 产气
钴酸锂正极产气
- 提高充电电压：为了提高钴酸锂电池的能量密度，通常会提高充电截止电压，这会导致更多的锂离子从晶格中脱出，引起结构的不稳定，同时材料表层脱锂程度变高，结构相变从材料表面扩展到颗粒内部，高价态钴不稳定，具有强氧化性，易与电解液反应，这些因素都会造成循环寿命缩短，安全性降低，影响高电压钴酸锂的实际应用。
- 界面反应：将钴酸锂正极加入组装成全电池后，在4.2V的电压下就会开始出现产气行为，这说明脱锂态层状正极和固态电解质之间的界面反应会引起聚合物电池在较低电压下出现产气行为。
为了减少钴酸锂正极的产气问题，可以采用离子导体包覆的方式，阻隔正极与聚合物之间的相互接触，成功地将聚合物钴酸锂电池的产气电位提升至4.5V。
同时，在充电过程中，合理控制充电电压和电流，也可以减少钴酸锂正极的产气问题。
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Al包覆对提高钴酸锂使用电压的研究周大桥、孟凡玉、吕超、陈菁菁天津巴莫科技股份有限公司，天津 300384摘要：研究了Al包覆对锂离子电池正极材料钴酸锂(LiCoO2)物理化学参数及在高电压(3.0V～4.5V)下电性能的影响。
通过物相分析、观察形貌、粒度分布测试、振实密度测试、电化学阻抗测试、电性能测试等方法对Al包覆量及包覆前后的性能进行了研究，结果表明包覆后钴酸锂物理化学参数变化不大，物相为纯相，比容量大于180mAh/g,掺杂后循环性能显著改善，100次循环后容量仍保持在78％以上。
测试表明，Al包覆是提高LiCoO2高电压下循环性能的有效途经。
关键词：锂离子电池、钴酸锂、Al包覆、电化学性能锂离子电池正极材料钴酸锂（LiCoO2）是目前锂离子蓄电池商业化最主要的正极材料。
在锂离子电池的研究中，提高锂离子电池的容量是一个重要的研究方面。
相对于目前碳负极350mAh/g以上的比容量，LiCoO2的比容量是较低的。
如何提高LiCoO2材料的比容量就成了重要的研究内容。
提高锂离子电池的放电电压可以有效的提高LiCoO2的比容量，但在高电压下深度放电循环时，LiCoO2的容量衰减很大。
当LiCoO2材料中锂离子的脱出量大于0.5个单元时，它在有机溶剂中就不稳定，会发生失去氧的反应，并在附近发生相变。
发生相变后的结构不稳定，容易发生衰减，并伴随钴的损失 [1、2、3] 。
研究发现，对材料进行表面修饰可以较好的抑制高电压下LiCoO2材料与电解液之间的不良反应，提高循环性能 [4、5、6] 。
本文作者希望通过在LiCoO2材料表面进行Al包覆来改善材料的性能，并对材料包覆前后进行了对比测试。
1．实验1．1样品制备将四氧化三钴（纯度≥99％，试剂级）和碳酸锂（纯度≥99％，美国FMC公司）按Li/Co=1.05的比例进行混合，混合后的原料用马弗炉在空气气氛下焙烧，900℃保温10小时。
随炉冷却后的原料粉碎后得到纯钴酸锂样品。
在室温中将异丙醇铝溶解在异丙醇中，然后将异丙醇铝溶液倒入开口的搅拌釜内，并按比例加入上一步过程中制备的LiCoO2制备成料浆（异丙醇的质量为钴酸锂质量的5倍）。
上述料浆在40℃的条件下进行恒温搅拌，搅拌时间为18小时，使异丙醇铝和空气中的水分充分接触并水解。
然后升温至90℃恒温搅拌，直至物料变为粘稠浆料。
将浆料在120℃下烘干，烘干的物料过200目筛后在600℃下进行二次焙烧，时间为6小时。
二次焙烧后的物料过200目筛得到所需Al包覆样品。
1．2材料的表征采用日本D/Max-2500型18kW 转靶X射线衍射仪分析物相、使用Mastersize－2000激光粒度仪测试中位径、采用WD-2型扫描电子显微镜观察形貌、采用ZS-201型振实密度仪测量振实密度、采用ST08型比表面积测定仪测定比表面积、采用高频阻抗仪测量交流阻抗、采用蓝电程控充放电测试仪(武汉)测量电化学性能。
1．3电化学测试扣式电池正极片是将自制LiCoO2、导电炭黑和粘合剂聚偏氟乙烯(PVDF) 按90∶5∶5 的质量比混合,用N2甲基吡咯烷酮(NMP) 做溶剂,调成浆料后,均匀涂敷在铝箔上,在适宜温度下干燥后,用压机压到所需厚度，上述正极电极片于120 ℃真空干燥12 h。
负极片是金属锂片。
采用Cellgard2400 聚丙烯多孔膜为隔膜, 1mol/ L LiPF6/ EC + DEC +DMC( EC∶DEC∶DMC = 1∶1∶1 ,体积比) 为电解液，按叠片工艺制备成2032型扣式电池。
实际电池正极片是将自制LiCoO2、导电炭黑和粘合剂聚偏氟乙烯(PVDF) 按96∶2∶2 的质量比混合,用N2甲基吡咯烷酮(NMP) 做溶剂,调成浆料后,均匀涂敷在铝箔的两面,在适宜温度下干燥后,用滚压机压到所需厚度。
负极片是将改性石墨、导电炭黑及粘合剂PVDF 按92∶2∶6 的质量比混合,用N2甲基吡咯烷酮(NMP) 做溶剂,调成浆料后,均匀涂敷在铜箔的两面,在适宜温度下干燥后,用滚压机压到所需厚度。
将上述正负极电极片于120 ℃真空干燥12 h 后,采用Cellgard2400 聚丙烯多孔膜为隔膜, 1mol/ L LiPF6/ EC + DEC +DMC( EC∶DEC∶DMC = 1∶1∶1 ,体积比) 为电解液。
按常规工艺组装成方形电池,所有电池的注液与封口均在湿度小于3 %的干燥室中进行。
电池的充放电测试使用蓝电程控充放电测试仪。
2．结果与讨论2．1铝包覆量的影响按Al/Co（原子比）为0.01、0.02、0.03进行了包覆研究。
下表为包覆后物化参数的比较：表1 包覆前后参数的比较Table 1 Comparison of bare and coated LiCoO2 powders样品编号Al/Co 振实密度中位径（D50）比表面积初始容量a 0 2.6 g/cm312.2 µm 0.25 m2/g 182 mAh/gb 0.01 2.5 g/cm312 .2 µm 0.51 m2/g 181 mAh/gc 0.02 2.6 g/cm312 .3 µm 1.00 m2/g 180 mAh/gd 0.03 2.5 g/cm312 .3 µm 1.20 m2/g 175 mAh/g从上表可以看出，振实密度、中位径（D50）在包覆前后变化不大；比表面积随着包覆量的增加而加大，初始比容量（0.1C 3.0V～4.5V）随着包覆量的增加而减小。
下图为包覆前后钴酸锂粉末的形貌：a cFig.1 SEM images of bare and coated LiCoO2 powders(a).Bare LiCoO2；(c).coated LiCoO2从Al包覆钴酸锂前后的扫描电镜中可以看出，包覆前钴酸锂颗粒表面光洁、平整，包覆后颗粒表面明显粘有很多小颗粒，同时能谱分析发现表层铝元素明显富集。
从颗粒形貌上看，包覆前后颗粒尺寸无明显变化，符合中位径（D50）在包覆前后基本一致的特征；而表面粘附的细小颗粒则是比表面积增加的主要原因；图2为Al包覆后的物相，可以看出包覆后物相未见Al2O3杂峰。
说明包覆后Al原子生成了层状结构的LiAlO2或形成了固溶体LiAl x Co1－x O2。
Fig.2 XRD of coated LiCoO2 (b、c、d)2．2 Al包覆量对高电压下循环性能的影响将包覆前后的钴酸锂材料制备成2032型扣式电池后进行环性能测试，图3是Al包覆前后循环性能的变化。
图3 Al包覆前后的循环性能Fig.3 Cycle performance of bare(a) and coated LiCoO2(b、c、d) 由于Al3＋的原子半径小于Co3＋的原子半径，所以Al3＋结构更稳定，在高电压（3.0～4.5V）的情况下不会发生氧化还原反应。
Al包覆后形成层状结构的LiAlO2或固溶体LiAl x Co1－x O2都能够有效的稳定在高电压循环下材料的表层结构。
Al包覆实际上起到了隔绝电解液和内层钴酸锂接触的作用，防止钴酸锂材料在高电压下出现钴的溶解并破坏层状结构。
从图3可以看出，随着Al3＋的增加，样品中阻隔层的厚度也逐渐增加，高电压下的结构稳定性变好，表现在扣式电池中容量保持率就越高。
2．3交流阻抗曲线将包覆前的LiCoO2样品a和包覆后的样品c进行交流阻抗测试。
扫描电压4.5V，扫描频率为0.005～100kHz。
由图4可看出，包覆后LiCoO2材料在高电压下有较小的电荷传递/转移。
据Vogit-type，Frumkin 与Melik-Gaykazyan模型[7]设计的等效电路以及所测试的交流阻抗图谱分析可知，Al包覆后的LiCoO2在高电压（4.5V）附近锂离子嵌入和脱出活性材料的阻力较小。
由此也可以间接证明Al包覆后的LiCoO2在高电压平台上有较好的可逆性。
图4 Al包覆前后的交流阻抗图谱Fig.4 AC impedance of bare(a) and coated(c)2．4实效电池循环性能选取包覆前样品a和包覆后样品c（Al/Co＝0.02，原子比）制备成实效电池（053048）后测试材料的循环性能，电压范围3.0V～4.5V。
从图5可以看出，100次循环后，未进行包覆的LiCoO2容量保持率为46％，包覆Al后的样品容量保持率为78％，Al包覆后材料的循环性能大幅提高。
图5 循环性能曲线Fig.5 Cycle performance of bare(a) and coated(c)3．结论采用异丙醇铝水解法在LiCoO2颗粒表层包覆Al，在高电压下稳定了材料的表层结构，提高了LiCoO2材料的循环性能。
改进后的材料在高电压下的容量超过180mAh/g，实效电池100次循环后的容量保持率为由46％提高到78％。
这主要是由于在Al包覆后钴酸锂表层形成了层状结构的LiAlO2或固溶体LiAl x Co1－x O2，阻隔了高电压锂脱出时Co4＋与电解液的反应，从而提高了电化学循环性能。
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