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日益严重的能源危机及环境污染促使新能源技术和二次电源快速发展。作为当下最具潜力的二次电源,锂离子电池正朝着更高比能量和更好安全性方向发展。其中,电池材料成为开发新型锂离子电池的关键。目前主流的锂离子电池材料是过渡金属氧化物:LiCoO2材料因高的能量密度、循环及倍率性能而被广泛应用,如何通过改性来提高LiCoO2在高电压下的结构稳定性和储锂性能是该材料得以进一步应用的关键;LiNio.8Co0.15Al0.05O2材料因可逆容量及安全性能高而被用作动力电池材料,但长期储存后该材料性能不断衰减,探究其储存过程的界面及电性能变化对此材料的应用至关重要;另外,为匹配正极材料的应用,开发以ZnM2O4为代表的过渡金属氧化物负极材料也成为研究的热点。本论文主要探究了以下三方面的内容:1.草酸盐前驱体掺杂法制备LiCoO2正极材料:通过先设计制备Al3+掺杂草酸钴前躯体,进一步转变为高效Al3+掺杂、以及Al3+/Na+双掺杂的LiCo02产物。对比发现,Al3+掺杂可显著减小LiCoO2的晶体粒径、提高材料的电压平台及循环稳定性。此外,前驱体掺杂法制备的Li-Co-Al-O对比Al2O3固相掺杂法产物,放电中压更稳定、循环和倍率性能也更优。对于Al3+/Na+双掺的LiCoO2样品,从HRTEM条纹计算中发现Na+掺杂扩大了层间距,1C循环测试进一步确认了最优Al3+/Na+双掺比例(Na+摩尔掺杂0.2%,Al3+摩尔掺杂0.5%)。2.LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)材料在储存过程的界面结构和电化学性能研究:本实验基于商用NCA材料,围绕曝露温度、暴露湿度、暴露时间等因素开展了系统研究。研究发现:NCA材料表面曝露1天即出现新生薄层,且新生薄层随曝露时间延长而增厚,薄层含有NiO和部分无定型LiOH/Li2CO3混合物;曝露温度对表面薄层厚度影响最大;曝露后,NCA整体的Li/Ni混排加剧,Ni2+含量增加;曝露后,材料储锂性能发生剧烈衰减。3.Zn-Mn-O在碱液中的结构衍化与产物电池性能研究:首先将共沉淀法制备的(ZnMn)C2O4前躯体热解得到ZnO-MnO复合材料,并研究了该复合材料在碱液中“ZnO-MnO→Mn3O4→ZnMn2O4→ZnMn2O4-MnO2”的物相、结构、形貌衍化。电池测试发现,碱处理24 h得到的纳米ZnMn2O4负极材料具有最佳的循环及倍率性能,经3 C电流循环200圈后仍有995 mAh g-1的比容量。