CTAB輔助水熱法合成LiNi1-3Co1-3Mn1-3O2鋰電池正極材料.pdf

1、自從鋰離子電池1990年實現(xiàn)商業(yè)化以來，已經得到廣泛應用。隨著科技的發(fā)展，人們對鋰離子電池性能要求的也越來越高，LiCoO2作正極材料的鋰電池已經不能滿足用戶的需要。因此，開發(fā)出新型的鋰電池正極材料成為大幅度提高鋰離子電池性能的突破點。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2綜合了 LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2三種正極材料的優(yōu)點，由于三種過渡金屬的協(xié)同效應，其綜合性能優(yōu)于其中任何一種一元正極材料。
　　本文參考了共沉淀法

2、的反應原理，采用水熱法與固相反應法相結合的制備工藝合成鋰離子電池復合正極材料 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并研究了制備過程中水熱反應溫度、反應時間、CTAB（Hexade cyltrimethyl ammonium Bromide十六烷基三甲基溴化銨）濃度對產物的影響。利用 XRD、SEM、EDS對產物物相和形貌進行了分析表征，并利用電池測試系統(tǒng)對材料的電化學性能進行測試，通過對比試驗得到了CTAB輔助水熱法制備LiNi1/

3、3Co1/3Mn1/3O2材料的最佳工藝參數(shù)。實驗結果總結如下：
　　(1)根據(jù)理論探討和實驗證明方法結合證實，傳統(tǒng)共沉淀法中常用的氨水絡合劑本實驗條件下并不能起到調節(jié)晶體成核和生長的作用。首先通過對氨水絡合機理的研究，表明在本實驗中并不需要氨水作絡合劑，然后通過實驗證明CTAB在該合成實驗中體現(xiàn)出比氨水更好的效果。
　　(2)對晶體成核和生長影響最大的是水熱反應溫度、時間與所添加表面活性劑的濃度，文中通過實驗得到材料的最佳

4、合成參數(shù)。水熱反應溫度對晶體的生長過程起到非常重要的作用，當水熱反應溫度過低時，材料粒子的生長過程受到抑制， LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2不能形成完整的層狀晶體結構；隨著反應時間的增加，晶體的結晶性不斷增強。而當水熱溫度過高或者反應時間過長時，晶體生長說道促進，又容易出現(xiàn)團聚，影響材料的形貌和結晶性。根據(jù)對比實驗得知，水熱反應最佳反應溫度為170℃，反應時間為12 h，在此反應條件下，晶體的生長速率與晶體成核速率相匹配，有利于