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不同反应温度下镍钴锰三元电池材料前驱体的制备
这次课题主要研究镍钴锰三元电池材料前驱体的制备过程中不同反应温度对材料性能的影响。三元前驱体是烧结三元材料的原材料，是一种镍钴锰的复合物。简而言之，电池中用做正极的是三元材料，三元材料是三元前驱体的加工终产物。我们采用共沉淀法制备镍钴锰三元前驱体,将三元前驱体氧化物与锂盐混合后用高温固相法合成镍钴锰三元电池材料材料。我们就是研究在前驱体制备阶段,反应温度对材料表面形貌、微观结构以及各项电化学循环性能的影响。
目前常规的电池正极材料是钴酸锂LiCoO2，三元材料则是镍钴锰酸锂Li（NiCoMn）O2，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高，但是平台太低，用在手机上（手机截止电压一般在3.4V左右）会有明显的容量不足的感觉，在一些山寨手机上已经有在用三元材料的电池了，特别是容量比较高的电池。磷酸铁锂容量发挥偏低，不适合追求高热量手机电池的要求。而且三元材料成本低廉,高克容量（150mAh/g),工作电压与现有电解液匹配(4.1V),安全性好 。三元在国内使用在手机电上最大的障碍是所谓的放电平台， 老观点认为4.2V放到3.6V的时间就是手机工作的时间 ，事实上很多手机都是3.3甚至3.0V才关机日韩没平台一说。与钴酸锂相比，三元的能量密度有待提高，日本提到了与钴酸锂差不多的程度 ，也就是日本三元的压实接近钴酸锂。 国内的还有所差距，如果压实提上来， 凭成本优势与安全性，三元会取代钴酸锂，三元材料在国内很有前景。所以我们要研究一下怎样制得最好的材料。
通过查找文献，由文献中可知采用共沉淀法先合成出前驱体Ni0.45Co0.15Mn0.4(OH)2,然后将其与Li2CO3均匀混合后在三种温度下烧结制得正极材料LiNi0.45Co0.15Mn0.4O2.用XRD、SEM和电池测试仪研究了烧结温度对材料结构、形貌和电化学性能的影响.结果表明:材料合成的最佳温度为900℃,在900℃条件下合成的LiNi0.45Co0.15Mn0.4O2具有较好的层状结构和较高的电化学活性,首次放电容量超过130 mAh/g,8个循环后,容量保持率为99.1％,而且颗粒形貌呈球形并大小均匀适中.所以不同的反应温度，制得的前驱体的表面形貌也不同。所以我们要寻得最佳反应温度和温度变化对表面形貌的影响规律。
另外在电化学（JOURNAL OF ELECTROCHEMISTRY）第19卷第3期，2013年6月的《前驱体对三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2性能的影响》中，我也了解到目前工业产品的三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2通常使用间接共沉淀和高温固相烧结相结合的方法.共沉淀制得的氢氧化镍钴锰前驱体其形貌和粒径分布等直接影响着三元材LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的性能.使用X射线衍射渊XRD冤尧扫描电镜渊SEM冤表征和观察材料晶体结构和表面形貌袁并测试粒径分布尧振实密度和电化学性能袁考察三种前驱体对制得的三元材料的影响.研究结果表明前驱体的粒径分布直接影响材料的物理性能，表面有大量微孔而又致密的球形是较理想的前驱体形貌，焙烧后可得到结晶度高的材料0.2C全电池放电比容量达到156.4mAh窑g-1袁循环寿命优异袁300周期循环其容量基本不衰减袁500周期循环后容量保持率高达92%。
由文献中可知前驱体的表面有大量微孔而又致密的球形是较理想的前驱体表面形貌，我们又要研究反应温度对材料表面形貌、微观结构以及各项电化学循环性能的影响。所以我们就是研究要在什么温度下进行反应可以制得表面有大量微孔而又致密的球形前驱体。
镍钴锰酸锂前驱体的制备步骤：
1.将镍、钴、锰的硝酸盐和一定量的硝酸铵配制成第一混合溶液；
2.将适量的氨水添加到冷却后的氢氧化钠溶液中形成第二混合溶液,并在 反应器中少量的纯水中配以同等氨浓度的氨溶液作底液；
3.向反应器的底 液中连续添加第一混合液和第二混合液,并进行搅拌；
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