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开发高性能、低成本的新型电极材料一直是锂离子电池的研究方向。对于传统的锂离子电池正极材料LiCoO2，由于在安全性和价格方面的缺陷，从而极大地限制了它的广泛应用。作为LiCoO2电极材料的众多替代者之一，三元正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2，不仅具有与其非常相近的电化学性能，同时它还具有安全性能出色，材料价格相对低廉，被认为是最具有开发应用前景，实现替代LiCoO2电极材料的新型正极材料之一，目前该材料已经逐步走向市场，应用领域不断扩大，尤其在电动汽车(EV)和混合电动汽车领域(HEV)，也具有相当大的发展空间。
本文详细评述了NCA正极材料的研究进展，考察了溶胶-凝胶法制备NCA正极材料的工艺条件，并研究了不同包覆LiCoO2量和掺Cr量对NCA性能的影响。本论文采用溶胶-凝胶法合成NCA正极材料前驱体，后经热处理得到所需正极材料，讨论了不同焙烧温度、焙烧时间、配锂比、包覆LiCoO2量和掺Cr量对NCA性能的影响，得到最佳的技术参数。利用XRD，SEM等检测手段对材料的结构和形貌进行了表征，并利用蓝电电池测试系统和电化学工作站对材料的电化学性能进行了测试。
(1)焙烧温度为800℃、焙烧时间为24h、配锂比x=1.05时能得到颗粒细小、分散均匀且结构单一的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)粉体材料，经过电化学测试发现，0.1C下首次放电比容量达到213.4mAh/g，循环50次后的容量保持率为91.9％，在高倍率5C下首次放电容量仍有117.0mAh/g，具有较好的高倍率性能。
(2)通过液相和固相结合方法在NCA表面构造一层LiCoO2“保护壳”，形成不同包覆量的NCA-LiCoO2复合材料，探究LiCoO2包覆层对NCA性能的影响。结果表明，LiCoO2包覆量为3wt.％时具有最佳的电化学性能。0.1C下首次放电比容量为210.3mAh/g，相对于未包覆的NCA来说，容量损失很小;但在5C高倍率下NCA-LiCoO2首次放电比容量为134.8mAh/g，相较于NCA有了较为明显的提升。经过交流阻抗测试，结果发现，NCA-LiCoO2的电荷传递阻抗Rct值为58Ω，而NCA的Rct值为79Ω，说明包覆层LiCoO2可以降低材料的电荷传递阻抗，提高其电化学性能。
(3)通过溶胶-凝胶法在纯氧气氛内，焙烧温度800℃、焙烧时间24h、配锂比x=1.05条件下合成LiNi0.8-xCo0.15Al0.05CrxO2(x=0.00、0.01、0.02和0.03)材料，经过试验可知，x=0.01时即材料为LiNi0.79Co0.15Al0.05Cr0.01O2时具有最佳电化学性能，0.1C首次放电比容量达到219.5mAh/g，循环50次后的容量保持率为97.1％，相对于NCA(x=0)在倍率性能和循环性能方面均有了较为明显的提升。尤其在高倍率5C下，LiNi0.79Co0.15Al0.05Cr0.01O2首次放电比容量达到147.7mAh/g，相对于NCA有了明显提升。经过交流阻抗测试发现，LiNi0.79Co0.15Al0.05Cr0.01O2电荷传递阻抗Rct为38Ω，NCARct值为79Ω。说明Cr元素的掺杂对提升NCA的性能起到了积极作用。
本文详细评述了NCA正极材料的研究进展，考察了溶胶-凝胶法制备NCA正极材料的工艺条件，并研究了不同包覆LiCoO2量和掺Cr量对NCA性能的影响。本论文采用溶胶-凝胶法合成NCA正极材料前驱体，后经热处理得到所需正极材料，讨论了不同焙烧温度、焙烧时间、配锂比、包覆LiCoO2量和掺Cr量对NCA性能的影响，得到最佳的技术参数。利用XRD，SEM等检测手段对材料的结构和形貌进行了表征，并利用蓝电电池测试系统和电化学工作站对材料的电化学性能进行了测试。
(1)焙烧温度为800℃、焙烧时间为24h、配锂比x=1.05时能得到颗粒细小、分散均匀且结构单一的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)粉体材料，经过电化学测试发现，0.1C下首次放电比容量达到213.4mAh/g，循环50次后的容量保持率为91.9％，在高倍率5C下首次放电容量仍有117.0mAh/g，具有较好的高倍率性能。
(2)通过液相和固相结合方法在NCA表面构造一层LiCoO2“保护壳”，形成不同包覆量的NCA-LiCoO2复合材料，探究LiCoO2包覆层对NCA性能的影响。结果表明，LiCoO2包覆量为3wt.％时具有最佳的电化学性能。0.1C下首次放电比容量为210.3mAh/g，相对于未包覆的NCA来说，容量损失很小;但在5C高倍率下NCA-LiCoO2首次放电比容量为134.8mAh/g，相较于NCA有了较为明显的提升。经过交流阻抗测试，结果发现，NCA-LiCoO2的电荷传递阻抗Rct值为58Ω，而NCA的Rct值为79Ω，说明包覆层LiCoO2可以降低材料的电荷传递阻抗，提高其电化学性能。
(3)通过溶胶-凝胶法在纯氧气氛内，焙烧温度800℃、焙烧时间24h、配锂比x=1.05条件下合成LiNi0.8-xCo0.15Al0.05CrxO2(x=0.00、0.01、0.02和0.03)材料，经过试验可知，x=0.01时即材料为LiNi0.79Co0.15Al0.05Cr0.01O2时具有最佳电化学性能，0.1C首次放电比容量达到219.5mAh/g，循环50次后的容量保持率为97.1％，相对于NCA(x=0)在倍率性能和循环性能方面均有了较为明显的提升。尤其在高倍率5C下，LiNi0.79Co0.15Al0.05Cr0.01O2首次放电比容量达到147.7mAh/g，相对于NCA有了明显提升。经过交流阻抗测试发现，LiNi0.79Co0.15Al0.05Cr0.01O2电荷传递阻抗Rct为38Ω，NCARct值为79Ω。说明Cr元素的掺杂对提升NCA的性能起到了积极作用。