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内燃机驱动汽车的尾气排放,不仅污染环境,还会加剧“温室效应”,因此尽快将传统燃油汽车向电动汽车转变意味着真正的“绿色”革命,目前,全世界许多研究团体都在积极开发用于电动汽车的电源。锂离子电池由于具有开路电压高、输出功率大、循环寿命长、可快速充放电并且无记忆效应等独特的特点,成为动力电池的首选。而正极材料极大程度影响了锂离子电池的成本与性能,因此被广泛研究。具有α-NaFeO2结构的层状镍钴锰三元正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2由于具有成本相对较低、环境污染小、比容量高、循环性能和倍率性能佳等特点成为目前锂离子电池研究的主要正极材料之一,其中,由于高镍622型三元正极材料具有更高压实密度,提供更高的比容量并且降低成本,因此开始受到越来越多的关注。但是,镍钴锰三元正极材料依然存在大倍率性能差、阳离子混排严重等问题。为改善上述问题,本文对LiNi0.6Co0.2.2 Mn0.2O2正极材料进行工艺优化和掺杂改性研究以及结构优化。(1)球型高镍622型正极材料由纳米级一次颗粒团聚而成,减小比表面积,可以减少与电解液发生副反应,并且具有较高压实密度,提高材料电化学性能。通过高温固相法制备球型LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料,并探究锂盐、烧结温度和煅烧时间对材料性能的影响。通过XRD、SEM、恒流充放电和循环伏安法表征,结果表明,使用Li2CO3作为锂源,以480 oC烧结5 h后800 oC烧结15 h为烧结条件制备的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料具有最佳的电化学性能,在0.1 C和1 C倍率下首次放电比容量分别为165 mAh g-1和125 mAh g-1,1 C倍率下循环200次后,容量保持率达到76%。(2)采用元素掺杂改性(F和Cl)的方法对LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2进行性能优化。掺杂的阴离子进入晶体内部,不仅不会破坏材料层状结构,而且降低阳离子混排,稳定结构,提高材料比容量,循环性能和倍率性能也有大幅度提升。F-和Cl-掺杂量摩尔比为0.02时,材料在倍率性能和循环性能测试中具有更好的表现,0.1 C倍率下材料比容量分别为173和179 mAh g-1,1 C倍率下材料比容量分别为135和144 mAh g-1,1 C倍率下充放电循环200次后,容量保持率分别为83%和84%。(3)采用高温固相法通过添加尿素作为模板剂,尿素高温会分解形成网状蜜白胺,离子在网状模板上排列,形成一次颗粒排列组成的二维块状结构,形貌新颖独特,具有较高的结构稳定性,缩短锂离子传输距离并提高电子迁移率,因此电池稳定性高、循环稳定性好和比表面积小,可减少与电解液接触面积,减少正极材料与电解液之间副反应的产生。块状结构镍钴锰三元正极材料在0.1 C和1 C倍率下首次放电比容量分别为162 mAh g-1和121 mAh g-1,1 C倍率下循环200次后,容量保持率达到80%,有效提升材料的比容量、倍率和循环性能,增加能量密度。