锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂研究进展
1材料研究背景锂离子电池目前已经广泛应用于科技、军事、生活等各个领域。而正极材料在锂离子电池产品组成中占据着最重要的地位。正极材料的好坏，直接决定了电池的最终性能，而且正极材料在电池成本中所占比例高达40左右。目前常用的锂离子正极材料有LiCoO2，LiNiO2，LiM
2O4，LiMPOx等。LiCoO2的研究已经比较成熟，层状钴酸锂属六方晶系的αNaFeO2层状结构，理论容量为274mAhg，具有工作电压高、充放电电压平稳、比能量高、循环性能好的特点，是最早用于商品化锂离子电池的正极材料。但是在实际使用时，只有部分锂能够可逆的脱嵌，如果过充将导致容量衰减和极化增大，使其循环性能大大降低。因此目前实际容量为155mAhg，平均工作电压37V。同时由于其价格高、容量低、毒性大的特点，极大地限制了其适用范围。层状LiNiO2理论容量为275mAhg，实际容量为180200mAhg，平均工作电压36V左右，具有自放电率低、污染小、与多种电解液有良好相容性等优点。但是制备困难，材料一致性和重现性差，而且热稳定性和安全性差。尖晶石LiM
2O4成本低，安全性好，但循环性能尤其是高温循环性能差，在电解液中有一定的溶解性，储存性能差。而且在高温50℃左右下材料相结构极不稳定，导致其容量衰减迅速。LiMPOx型正极材料主要有LiFePO4，LiM
PO4，Li3V2PO43和LiCoPO4等。其中研究最多的
f是LiFePO4。其具有充放电平台平稳、比容量较高、循环性能优异、成本较低、环境友好等突出优势，但是充放电平台低，导电性差。1234对于镍钴二元复合材料，兼有LiNiO2和LiCoO2的优点，既有较高的理论放电比容量，又有较稳定的层状结构，增强了材料的循环稳定性。但这种材料也存在耐过充能力差、热稳定性差、首次放电不可逆容量高等缺陷。而铝的掺杂可以进一步稳定镍钴材料的结构，明显抑制充放电过程中的放热反应，使材料循环性能和耐过充性能明显提高。42材料简介21制备方法1高温固相法高温固相法是一种制备锂离子电池正极材料的传统方法，一般是先将锂盐与过渡金属化合物按目标产物的比例称重，然后通过球磨等机械方式混合均匀，在高温下焙烧形成目标产物。朱先军等5将分析纯原料LiOHH2O，Ni2O3，Co2O3和AlOH3按一定的计量比分别称量、混合、研磨，预烧后再研磨、压片，于氧气中725℃焙烧24h即得产物LiNi085Co010Al005O2。江卫军等6用固相反应法合成了锂离子二次电池正极材料LiAlyCo02Ni08yO2y0，0001，0005，001，003。结果表明所合r