湿化学法合成LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2及其表征

摘要

利用琥珀酸为鳌合剂的湿化学法成功合成了一系列锂离子电池正极材料LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2,在合成过程中改变琥珀酸与金属离子摩尔比(R)并研究了这一参数对合成LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2材料物理及电化学性质的影响.采用热重、X射线衍射、Rietveld精修、扫描电镜以及超导量子干涉仪对反应机理、材料的结构、形貌以及磁学性质进行了详细表征.得到最佧合成条件为R=1,此时LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的阳离子混排度最低.此外,通过Rietveld精修得到该材料阳离子混排度的结果与通过磁学方法得到的结果定帚相符,如对于在R=1条件下合成的样品,Rietveld精修结果显示其阳离子混排度为1.85%,而超导最子干涉仪的测试结果为1.80%.当充放电区间为3.0-4.3 V,电流密度为0.2C(1C=160 mA·g-1)时,该样晶的首次放电容量为161 mAh·g-1,库仑效率为93.1%,经过50次循环后,容量保持率可达91.3%.