- 上一篇：类金刚石薄膜的真空制备技术及其性能研究
- 下一篇：15CrMo钢渗碳后热处理工艺参数对组织的影响
其实充放电的过程就是锂离子电极中脱出和嵌入的过程，锂离子于电解液中在正极和负极之间来回穿梭才使得电池正常工作，如果锂离子脱出和嵌入状态良好，则锂离子的性能就好。
图1.2.1锂离子电池工作原理图[1]
正极： 1.1
负极： 1.2
电池总反应式： 1.3
1.3锂离子电池正极材料的研究现状
随着经济的发展和科技的进步，人们对电池的安全性能、能量与功率密度、循环性能、成本和环境友好等方面都提出了更高的要求。在对层状LiMnO2进行掺杂改性的研究过程中，随着人们对已有正极材料的不断研究改性探索，发现如果控制过渡金属的含量，使得其与锂元素含量的比值小于1 时，可以合成一些具有特殊电化学性能复合氧化物，其分子式可以统写为 xLi2MnO3•(1-x)LiMO2（M=Ni, Co, Fe, Ni1/2Mn1/2, Ni1/3Mn1/3Co1/3…），被称为富锂正极材料[3]。富锂锰基正极材料xLi2MnO3•(1-x)LiMO2的结构可以视为包含两种组分：Li2MnO3和LiMO2，因此富锂正极材料的结构与这两种组分的结构相关。此类材料由于其具有高的可逆比容量（200 mAh.g-1～300 mAh.g-1），较好的循环稳定性和热稳定性，较高的工作电压以及价格低廉，对环境友好等优点，一经发现，引起了人们的高度的关注和广泛的研究，被认为是传统正极材料最具前景的替代品；但研究发现，这类材料的首次不可逆容量损失较大，首次循环效率较低，此外其循环稳定性和倍率性能也不甚理想，限制了其应用与发展，为了提高富锂正极材料的电化学性能，人们通过表面包覆、元素掺杂、物理复合、颗粒纳米化等手段对材料进行改性[2]。
1.4 锂离子电池正极材料的合成方法
1.4.1高温固相法
将金属盐和锂盐按照一定比例混合，均匀研磨之后，置于热处理炉中进行高温烧结而得到产物的方法是固相反应法。比如原料、热处理烧结时间、烧结温度等一系列实验参数会严重影响正极材料的为微观结构，最后影响材料的电化学性能。细小的晶粒是通过较低的烧结温度制得的，这样一来，它也会有很多其他的杂质，从而使得电池的比容量降低，是材料的电化学性能变的不太稳定。烧结温度被提高，晶粒就慢慢的长大，比容量就会慢慢降低，性能变得不太稳定。如果原料不同的话，更好的烧结温度也会变化。把一定比例的乙酸镍、乙酸钴、乙酸锰混合水之后预烧再高温烧结，得到三元正极材料[4]。
1.4.2共沉淀法
将多种金属盐溶解于适量溶剂中，调节溶液的pH值或者添加其他某种物质使之沉淀，过滤干燥洗涤之后得到前驱体，再将其放在适宜的气体中，设置适宜的温度和时间烧结得到目标产物[4,5]。该方法的优点是反应温度低，得到的前驱体混合较均匀，得到目标产物的粒度和形貌比较容易控制，而且操作工艺不复杂，特别适合工业生产。本实验涉及氢氧化物共沉淀。