梯度包覆镍酸锂材料Li[Ni0.92Co0.04Mn0.04]O2的合成与研究.pdf

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1、第29卷第5期无机化学学报VoJ．29No．52013年5月CHINESEJ0URNAL0FIN0RGANICCHEMISTRY1031．1036梯度包覆镍酸锂材料Li[Ni。．Con04Mno4】O2的合成与研究杜柯黄金龙胡国荣彭忠东曹雁冰潭潮溥王伟刚(中南大学冶金科学与工程学院，长沙410083)摘要：采用浓度梯度加料的方式，首先沉淀制备了核为Ni(OH)，、壳为镍钴锰氢氧化物浓度梯度包覆的复合前驱体，然后配锂高温焙烧，合成了梯度包覆的镍酸锂复合正极材料Li[Ni92CoMno4]0：。采用

2、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表观形貌及电化学性能进行了表征结果表明，该材料具有良好的六方单相层状一NaFeO结构，呈类球型状切面元素线扫描显示该材料的包覆壳层中主要金属元素呈梯度变化同时该新型梯度包覆的镍酸锂复合正极材料表现出了优越的电化学性能：在25℃下，2．84-3V充放电范围，0．1C首次放电比容量可达198．3mAh·g一，循环40次容量保持96．8％；1C和2C倍率下放电比容量可达175mAh．g一和165．1mAh．g～。55℃下，该

3、材料首次放电比容量可达236．1mAh·g一，循环40次容量仍能保持77．5％关键词：锂离子电池；镍酸锂；梯度包覆；过渡金属氧化物中图分类号：TM912．9文献标识码：A文章编号：1001—4861(2013)05—1031—06DOI：10．3969~．issn．1001—4861．2013．00．142ResearchonSynthesisandPerformanceofCompositeCathodeMaterialLi[Nio．9~Con04Mn04]O2withGradient-Coa

4、tingLayerasLithiumIonBatteryDUKeHUANGJin-LongHUGuo—RongPENGZhong—DongCAOYan—BingTANGCao-PuWANGWei—Gang(SchoolofMetallurgicalScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083，China)Abstract：Anewcoreshellstructureprecursorwerepreparedbyaco—pr

5、ecipitationmethod．AgradientconcentrationofNi．C0。Mnshelllayerwasco．precipitatedontheNi(OH)2corewhichwasusedastheprecursor．Then，thewel1．orderedsphericalLiNin92Co伽4MnoO2wassynthesizedbysinteringthemixtureofas—prepared．o4precursorandLiOH·H2OinO2．Theprepa

6、redsampleswerecharacterizedbyX-raydiffractometry，SEMandgalvanostaticcharge．dischargetest．Theresultsshowthat，theproducthasalayeredhexagonalO／-NaFe02struetureandasphericalmorphology．Thelinescantestofelementsonthecrosssectionareaofcoatingshellshowthatth

7、emainelementsofthematerialschangegradiently．Theinitialdischargecapacityis193．8mAh‘g一at0．1Cratebetween2．8and4．3Vandretains96．8％after40cyclesat25oC．Thecapacityat1Cand2Cis175mAh·g～and165。1mAh·g～Whencycledat55oC，theinitialdischargecapacityis236．1mAh‘g一an

8、dretains77．5％after40cycles．indicatinggoodelectrochemicalcapacityandcyclingstability．Keywords：Li—ionbattery；lithiumnickeloxide；gradientcoating；transitionmetaloxide收稿13期：2012．11-02。收修改稿日期：2012—12．27。中央高校基本科研业务费(No．2012QNzT018)资助项目。通讯联系人。E．mail：Duke22@c