碳包覆改性制备高倍率性能的锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2

采用碳酸盐共沉淀-高温固相法制备了一系列表面碳包覆改性（w=1.0%，2.0%，3.0%）的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料，借助X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电化学阻抗谱（EIS）和恒电流充放电测试等表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了较系统的研究。结果表明，碳成功地包覆在了材料颗粒的表面，碳包覆改性后的材料具有良好的α-NaFeO2结构（空间群：R3m），且随着包碳量的增加，一次颗粒平均尺寸逐渐增大（从177 nm增至209 nm）。表面的无定形碳层可以提高材料的电子导电率，减少电极材料与电解液的副反应，故而碳包覆材料的电化学性能都有了一定程度提升。包覆碳量为2.0%的样品高倍率和长循环性能最好，在2.7~4.3 V，1C下循环100次后，容量保持率为93%；在0.1C、0.2C、0.5C、1C、3C、5C、10C和20C时的放电比容量分别为：155、148、145、138、127、116、104和96 mAh·g-1。在超高倍率50C（9 A·g-1）时，其放电比容量还能达到62 mAh·g-1（原始LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料仅为30 mAh·g-1），倍率性能十分优异