锂离子电池的高镍正极材料的制备及性能优化

作者：吴剑扬; 申兰耀; 于永利; 王汝娜; 蒋宁; 杨新河; 邱景义^*; 周恒辉^*

来源：化工进展, 2023, 1-10.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0346

• 电化学
• 制备
• 高镍材料
• 正极
• 锂离子电池
• 工艺

高镍三元正极材料具有很高的理论容量，可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍含量在三元素中占比为80%的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，但是为了追求更高的能量密度，具有更高镍含量(镍含量＞88%)的超高镍材料也需要被研究。然而，镍含量的提升对材料结构稳定性造成的负面影响阻碍了高镍材料的实际应用。因此，优化高镍材料的制备工艺十分重要，本工作首先制备了镍含量为88%，90%，92%，94%以及98%的超高镍材料，探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能，验证了镍含量提升对于材料容量和结构稳定性带来的影响。进一步地，本工作选取了镍含量为90%的高镍材料(Ni90)，着重探究了烧结温度对其性质的影响，发现Ni90材料颗粒会随着烧结温度的上升而增大，而在750 ℃的适宜烧结温度下，材料能在结构和颗粒尺寸上达到平衡，得到倍率和循环综合性能最好的Ni90材料。同时，对于不同镍含量的材料，也需要选择适中的温度进行烧结，才能兼顾材料的性能与稳定性。

• 单位
  北京大学