利用超细旋转盘式砂磨机细化颗粒固相烧结法,合成锂离子电池正极材料Li Ni0.80Co0.15Al0.05O2。原料经过砂磨后,混合均匀,粒径达到纳米级。根据塔曼定理,混合均匀的微小粒径可以在相同的烧结温度下,提高烧结的强度。SEM、XRD分别表征NCA材料的颗粒形貌和晶形结构。结果显示,通过细化颗粒烧结后的样品具有良好的形貌和层状结构。CV法测试样品的氧化还原性能,电池测试系统测试样品的电化学性能。测试结果显示,经过细化颗粒,在720℃合成的NCA材料具有良好的层状结构,018/110峰分裂明显。样品的电化学性能优良,0.2C下,首次放电容量达到182 m Ah?g?1,30次循环后容量保持率99.9%。1C下,首次放电容量153 m Ah?g?1,100次循环后容量保持率92.6%。
采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2,溶剂分别采用水、乙醇、乙二醇和丙三醇。通过TG/DSC进行样品的热性能分析,确定样品的烧结条件为550℃预处理6 h,750℃烧结24 h。XRD分析结果显示,采用有机溶剂制备的样品,018/110峰分裂明显,但向小角度偏移,说明样品的晶间距增大。SEM结果表明,采用有机溶剂制备的样品,平均颗粒尺寸0.4μm,小于采用水溶剂制备的样品颗粒尺寸0.5μm。采用乙醇与乙二醇为溶剂制备的样品出现了部分大尺寸的单晶颗粒。电化学性能测试结果表明,采用有机溶剂制备的样品的充放电性能要低于水作为溶剂的样品性能,但是采用乙醇作为溶剂制备的样品,首次放电容量(197.33 m Ah/g)与水作为溶剂(200.66 m Ah/g)制备的样品相当,并且在1C倍率下50次循环,容量保持率由水溶剂制备样品的87.1%增大至94.4%。大尺寸单晶颗粒的存在有利于NCA材料循环性能的提高。
