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智能手机和电动汽车的快速发展对锂离子电池的比容量,能量密度和循环性能的要求越来越高。目前市场化的正极材料并不能满足产品对高容量和低成本的要求。锂离子电池富锂正极材料以比容量高,能量密度大和良好的循环稳定性等优点正成为人们关注的重点。本文采用共沉淀方法制备0.6Li[Li1/3_(2/3)]O2-0.4LiNi0.5-xMn0.5-xCo2xO2(0≤x≤0.5)。首先,研究Co含量对材料的结构、形貌和电化学性能的影响。不同Co含量的样品都为单一的层状结构,空间群为R-3M。随着Co含量的增加,晶格常数a,c,V减少,而c/a增加,表明Co含量越高六方层状结构越好,越有利于锂离子的嵌脱。然而,Co含量的增加意味着Ni和Mn含量的减少,导致Ni2+/Ni4+氧化反应电对的减少和结构稳定性的下降,造成充放电容量和循环稳定性的下降。当x≤0.12时,前者积极作用占主导地位,当x≥0.25时,后者消极作用占主导地位。因此,为了同时获得较大的比容量、较好的电化学性能和较高的循环稳定性,Co含量不宜过高也不宜过低(0.03≤x≤0.12)。0.6Li[Li1/3_(2/3)]O2-0.4LiNi0.38Mn0.38Co0.24O2具有最高的首次放电容量218mAh/g,50次循环后其容量保持率为100%,因此x=0.12是最佳Co含量。其次,研究了煅烧温度(800℃、850℃、900℃)和Li含量对富锂材料0.6Li[Li1/3_(2/3)]O2-0.4LiNi0.38Mn0.38Co0.24O2的影响。结果表明,850℃合成的材料具有最高的放电比容量和最优的循环稳定性,从而确定材料的最佳合成温度为850℃。对于LiyNi0.552Mn0.152-Co0.096O2,当Li含量y=1.3时,该材料具有最小的Li/Ni混排,最高的放电比容量,优秀的循环稳定性和良好的倍率性能。最后,研究了Li[Li1/3_(2/3)]O2含量(z=0.4、0.5、0.6)对zLi[Li1/3_(2/3)]O2-(1-z)Li-Ni0.38Mn0.38Co0.24O2的结构,形貌和电化学性能的影响。扫描电镜照片表明富锂材料的一次颗粒会随着z值的增加而增大。电化学测试表明随着z值的增加,材料的首次充放电容量,不可逆容量和循环稳定性都升高,而倍率性能却下降,综合考虑循环性能和倍率性能,0.5Li[Li1/3_(2/3)]O2-0.5LiNi0.38Mn0.38Co0.24O2具有最优的电化学性能。