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近年来,LiNixCoyMnzO2三元材料由于具有电压高、比能量密度高、价格较LiCoO2低廉等优点,一直被认为是LiCoO2的最佳替换材料。本文详细考查了三元材料的研究进展,并以LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2为研究对象,对三元材料前驱体共沉积过程的机理和工艺条件、LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2的合成以及表面包覆改性进行了研究。(1)通过对比分析Me(Ⅱ)-OH--H2O体系与Me(Ⅱ)-NH3-OH--H2O体系中三种金属离子的共沉积机理得知:加入氨水络合剂,使得三种金属离子在同一pH值范围内达到同时沉降,在热力学上保证了三元前驱体在化学组成上的均一性。考察了pH值、氨水浓度等对Ni0.7Co0.15Mn0.15(OH)2前驱体物理和化学性能的影响,发现制备球形Ni0.7Co0.15Mn0.15(OH)2前驱体的最佳工艺条件为:pH=10.5,氨水浓度为0.4M。(2)以球形Ni0.7Co0.15Mn0.15(OH)2为前驱体,用固相合成技术制备了高密度球形LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2正极材料。研究了不同焙烧制度、焙烧温度和配锂量对合成材料性能的影响。确定了最佳合成条件为:Li/Me=1.05,在500℃下预烧6h,再于750℃烧结12h。得到的LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2正极材料表现了良好的物理性能和电化学性能:粒度分布均匀;振实密度高达2.32 g/cm3;在3.0-4.3V电压区间的初始放电容量为185.2 mAh/g;循环50轮后,容量保持率为94.77%。(3)研究了LiCoO2/LiAlO2包覆对LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2性能的影响。结果表明,LiCoO2/LiAlO2包覆后材料的首轮充放电容量几乎没有改变,但包覆有效地抑制了电解液对LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2材料的侵蚀,从而改善了材料的循环性能。同时,包覆LiCoO2/LiAlO2后,LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2材料在高电压区间的循环性能也得到了明显的提高。LiCoO2的包覆量为3%,LiAlO2的包覆量为0.7%时,包覆后的LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2材料表现出了最佳的电化学性能。