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在4.2V(vs.Li/Li+)下Li CoO2材料的容量被限制在140 mAh/g(仅为其理论容量274 mAh/g的一半),使得其能量密度较低,无法满足人们对高能量密度的要求。提高其充电电压,能够显著提高其容量,但会带来循环性能的急剧下降。为了得到在高电位(≥4.5V vs.Li/Li+)下具有长循环寿命的LiCoO2材料,本文先采用了Mg掺杂的方式提高其电化学性能,又引入Ti掺杂形成Mg-Ti共掺杂来稳定材料结构,最后使用AlPO4包覆对共掺杂材料进行表面改性,以进一步提高材料在高电位下的循环稳定性。本文采用了XRD、SEM、恒流充放电测试、倍率测试、EIS以及CV等测试方式对所制备样品的晶体结构、表面形貌以及电化学性能进行分析测试,并就其结果进行了分析与讨论。具体实验结果如下所示。(1)在2.75-4.5V(vs.Li/Li+)的电压范围内,以0.5 C的倍率循环50次后,溶胶凝胶法制备的LiCo0.97Mg0.03O2样品容量保持率为78.6%,而该方法制备的未掺杂LiCoO2其容量保持率仅为40.6%;高温固相法制备的LiCo0.97Mg0.03O2样品容量保持率为90.4%,而该方法制备的未掺杂LiCoO2其容量保持率仅为72.4%。该结果说明Mg掺杂能够有效提高LiCoO2材料在4.5 V(vs.Li/Li+)下电化学性能。(2)在2.75-4.5V(vs.Li/Li+)的电压范围内,以0.5 C的倍率循环50次后,溶胶凝胶法制备的Mg掺杂量为1%、3%、5%样品的容量保持率分别为61.4%、78.6%与83.2%;而在相同条件下,该方法制备的Mg-Ti共掺杂量为1%、2%、3%样品的容量保持率分别为87.3%、91.0%以及96.2%,均显著优于Mg掺杂样品;在2.75-4.6V(vs.Li/Li+)的电压范围内,以0.5C倍率循环50次后,高温固相法制备的Mg掺杂量为1%、3%、5%样品的容量保持率分别为62.8%、80.2%与82.3%;而在相同条件下,该方法制备的Mg-Ti共掺杂量为1%、2%、3%样品的容量保持率分别为85.7%、88.4%以及88.5%,也都明显优于Mg掺杂样品。该结论说明Mg-Ti共掺杂能够在Mg掺杂的基础上进一步稳定材料结构。(3)在2.75-4.6 V(vs.Li/Li+)电压范围内以0.5 C的倍率循环100次,高温固相法制备的LiCo0.98Mg0.01Ti0.01O2样品的容量保持率为74.5%,而对该样品进行0.3wt.%的AlPO4包覆后,其容量保持率提升至90.7%;在相同电压范围内以2.0 C的倍率循环200次,未包覆样品的容量保持率为62.0%,而包覆AlPO4为0.3 wt.%的样品容量保持率提升至88.0%。对比未包覆样品有较大幅度的提升。该结论说明对Mg-Ti共掺杂进行AlPO4包覆能够有效提高材料在4.6 V(vs.Li/Li+)下循环稳定性。