鋰離子電池已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品，正進(jìn)一步向儲(chǔ)能系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展[1,2] 鋰離子電池傳統(tǒng)的正極材料如層狀LiCoO2[3]、尖晶石型LiMn2O4[4]以及橄欖石型LiFePO4[5]的放電比容量較低、循環(huán)性能較差，不能滿(mǎn)足需要 新型富鋰正極材料的比容量較高，價(jià)格較低且熱穩(wěn)定性較高[6~10]，是傳統(tǒng)正極材料理想的替代品，也是目前正極材料研究的主要方向之一 但是，富鋰正極材料的首次不可逆容量損失較大、高電壓下的容量和電壓衰減快和循環(huán)性能欠佳[11~16] 表面包覆層的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可抑制循環(huán)過(guò)程中正極材料與電解液的副反應(yīng)，提高材料的電化學(xué)性能 現(xiàn)階段用于正極材料表面包覆的材料有Al2O3、MgO、TiO2、V2O5、ZrO2、CaF2、AlF3和AlPO4等，包覆后的首次充放電效率和循環(huán)性能等電化學(xué)性能都得到了提高[17~23] Al2O3的成本較低且具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，是一種理想的表面包覆材料 本文用溶膠凝膠法制備富鋰正極材料Li1.2Mn0.54-Ni0.13Co0.13O2，用液相沉淀法進(jìn)行Al2O3包覆，研究Al2O3包覆量對(duì)材料電化學(xué)性能的影響及其機(jī)理 1 實(shí)驗(yàn)方法1.1 富鋰錳基正極材料的制備和氧化鋁包覆改性 選擇硝酸鋰、硝酸鎳、硝酸鈷和硝酸錳為原料，檸檬酸為絡(luò)合劑，用溶膠凝膠法制備正極材料 按化學(xué)計(jì)量比Mn:Co:Ni:Li=4:1:1:9.45將原料(Li源過(guò)量5%)配制成1 mol/L的金屬鹽溶液，按檸檬酸:金屬離子摩爾比1:1稱(chēng)取檸檬酸配制成1 mol/L的螯合劑溶液 將檸檬酸溶液以1滴/s的速度滴加到攪拌著的金屬離子混合液中，然后用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值為7~8 在80℃連續(xù)攪拌溶液使其充分反應(yīng)得到溶膠，攪拌蒸干后得到凝膠樣品 將樣品在110℃烘至80 mL，然后在80℃干燥20 h，最后在120℃充分干燥至樣品重量不再減小，將其充分研磨得到正極材料的前驅(qū)體粉末顆粒 將前驅(qū)體粉末在500℃馬弗爐中預(yù)燒24 h；之后分別取前驅(qū)體樣品以5℃/min的速度加熱至750℃；然后以2℃/min的速度加熱至775℃；保溫5 h后得到Li1.2Mn0.54-Ni0.13Co0.13O2正極材料樣品，記為樣品LMNCO 將適量的Al(NO3)3·9H2O、NH4HCO3分別溶于去離子水中配制成溶液，在NH4HCO3溶液中加入聚乙