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Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)材料是一种中高镍系的三元正极材料,相对于低镍系和高镍系的三元材料,NCM622在比容量、合成工艺以及成本控制上具有综合的比较优势,是目前取代Li Co O2正极材料在锂离子电池市场中主流地位最具竞争性的材料之一。本文研究了NCM622材料的研发过程中,Li/TM(TM=Ni+Co+Mn)化学计量比、烧结工艺对NCM622材料物理化学以及电化学性能的影响,并在前期优化工艺的基础上,对材料进行Al3+离子的掺杂改性,期望获得容量、倍率以及循环性能优异的NCM622正极材料。控制材料的高温烧结温度和烧结时间分别为800℃和12 h,合成了粒径10μm左右的准球状NCM622微米颗粒,侧重分析Li过量百分比对NCM622三元材料物理化学性能的影响。元素分析结论表明,NCM622合成材料中Li/TM的化学计量比与配料中的Li/TM比值很接近;XRD结果表明,残余的Li元素并没有在材料中形成杂质相,NCM622材料的溶液p H测试则说明残余的Li元素主要以残余碱的形式存在于NCM622材料表面;NCM622的振实密度在中低配Li量时能够维持在2.20 g cm-3左右,当配Li量进一步增大时,合成材料的振实密度明显降低;充放电结果显示,Li相对TM过量12%的样品具有最好的容量和循环性能,其前10次循环的平均放电比容量为157.8 m Ah·g-1,循环100次后,其容量保持率为93.0%。控制配料中Li相对TM过量12%,侧重研究高温烧结温度和烧结时间对NCM622材料结构和容量性能的影响。物理测试结果表明,适宜的烧结温度(780℃)和时间(12 h)对NCM622材料的层状结构发育、阳离子混排以及二次颗粒团聚情况有着明显的改善作用。XRD精修结果表明,在780℃12 h工艺下烧结出来的NCM622材料可以用分子式cbaNi Lii LioOMn CN6232.02.02552.0048.032048.0952.0][][][++++表达,其c/a值为4.958,阳离子混排度为4.80%;电化学测试结果表明,该材料前10次循环的放电容量达到了156.9 m Ah g-1,100次循环后容量保持率高达102.9%。控制配料中Li相对TM过量12%,高温烧结工艺为780℃12 h,侧重研究Al3+离子掺杂对NCM622材料常温/高温倍率和循环稳定性的影响。SEM、EDS以及XRD精修分析证实,用文中所述的方法,的确可以将Al3+离子掺入NCM622主体材料中;XRD精修的结果显示,Al3+离子掺杂会使得NCM622材料晶格中的a轴和c轴缩小,同时也会降低晶体中的阳离子混排。Al3+离子掺杂量0.5%的NCM622材料在常温和高温的倍率循环测试中展现出最好的倍率和循环稳定性,但EIS的测试结果却显示Al3+离子掺杂对电极材料的交流阻抗影响并不大,所以该材料优异的倍率和循环性能只能归结于其稳定的晶体结构以及最低的阳离子混排度。