【摘 要】
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高镍层状正极材料因具有较高的比容量和较低的成本等优点,成为备受关注的锂离子电池正极材料之一,尤其低钴或无钴高镍正极材料成为新的研究方向。本文以高温固相法制备了Li Ni0.95Mn0.05O2（NM95）材料,从优化工艺、掺杂改性、包覆改性三个方面进行研究,主要内容如下:（1）采用高温固相法,以Ni0.95Mn0.05（OH）2和Li2CO3为原料制备了NM95正极材料。在锂配比量Li/（Ni+M
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高镍层状正极材料因具有较高的比容量和较低的成本等优点,成为备受关注的锂离子电池正极材料之一,尤其低钴或无钴高镍正极材料成为新的研究方向。本文以高温固相法制备了Li Ni0.95Mn0.05O2（NM95）材料,从优化工艺、掺杂改性、包覆改性三个方面进行研究,主要内容如下:（1）采用高温固相法,以Ni0.95Mn0.05（OH）2和Li2CO3为原料制备了NM95正极材料。在锂配比量Li/（Ni+Mn）=1:1.05,氧气氛围中于800℃下煅烧12 h,得到的NM95材料的电化学性能最好。在室温1C的电流密度下,NM95的首次放电容量为163.34 m Ah g-1,循环50圈后的容量保持率为81.98%。（2）以钛酸四丁酯为钛源对NM95进行Li2Ti O3包覆改性。Li2Ti O3包覆层的引入极大提升材料的循环稳定性。在室温1 C下循环200圈,NM95-4LTO的容量保持率为83.44%,比原样高出22.09%。出色的循环稳定性得益于Li2Ti O3包覆层对材料相变稳定性的提升。（3）采用高温固相法合成出Co掺杂的NM95-1Co材料。Co成功掺入材料体相结构中,使c轴增大,材料表面Ni3+含量增多,表面稳定性得到提升。在1 C电流密度下,NM95-1Co循环200圈后,容量保持率为77.10%,比原样高出15.75%。NM95-1Co优异的循环性能源于材料在深度脱锂状态下更好的结构稳定性和更小的界面转移电阻。（4）采用高温固相法合成出Mg和Al共掺杂的NM95-1MA材料。Mg和Al发挥着与Co相似的作用,均使NM95材料c轴增大,表面Ni3+含量升高,对于循环稳定性的提升也与Co掺杂相当,NM95-1MA在1 C循环200圈后的容量保持率为75.57%。这也得益于Mg和Al对材料结构稳定性和相变可逆性的提升。
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