非水系溶剂溶胶-凝胶法制备高性能LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料

摘要： 采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2, 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0.4 μm, 小于采用水溶剂制备的样品颗粒尺寸0.5 μm。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 mAh/g)与水作为溶剂(200.66 mAh/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。