本论文采用柠檬酸溶胶凝胶法制备LiCoO2电极材料,通过凝胶前驱体的热重差热分析(TG~DTA),并结合粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析,初步了解了柠檬酸溶胶凝胶法的基本反应历程。发现通过控制焙烧温度的高低可以分离晶体的形成和长大阶段,控制焙烧时间的长短可促进材料的结构规整程度,因此控制反应条件可以制备粒径均一、尺度可控的LiCoO2材料。采用粉末X-射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)、激光粒度分析仪、电感耦合等离子体原子发射光谱分析(ICP)、循环伏安测试分析以及充放电测试分析等对制备材料的结构和电化学性能进行了详细的考察。发现采用高温焙烧的样品(800℃以上)的结构规整性较好,而低温焙烧的样品(600℃以下),明显出现较多的无定形结构,虽然初始充电容量较高,但是由于结构规整程度较低,导致材料的循环性能较差。 目前为了改善LiCoO2的电化学性能,多数研究者进行的是层板元素的调控和替换,但实际效果仍不甚理想,我们采取层间柱撑金属离子的办法来提高材料的结构稳定性,以增加LiCoO2材料的锂离子可脱嵌量以及耐过充电压。通过XRD、ICP、熔融盐离子交换法、充放电<WP=6>测试等手段对K+、Na+、Ca2+、Ag+等离子进行柱撑可能性的考察,发现K+、Ca2+可以柱撑到层间,K+的柱撑对材料的电化学性能影响较小,而Ca2+的柱撑显著地提高了材料的充放电容量和耐过充电压。Na+由于易形成NaCo2O4,采用本论文中的工艺条件难以合成,而Ag+由于易被还原成单质银,也无法采用本方法加以制备。