均匀沉淀法助力Li2ZrO3包覆LiNi0.85Co0.1Mn0.05O2提升电化学性能

摘要

高镍三元正极材料比容量随着Ni含量的增加而增加的特点与电动汽车亟待提高的续航里程相契合,但是高镍含量所带来的问题对其商业化应用不利。表面包覆可以有效抑制高镍含量对商业化的不利影响,但是非快锂离子导体包覆物会引入不利于锂离子传导的界面,而Li2ZrO3包覆可以有效避免这个问题。化学沉淀法因成本低廉和简单易行的特点在表面包覆中被广泛使用,而尿素则可以有效降低反应速度和提高反应的均匀性,因此本研究采用尿素辅助的化学沉淀法在高镍三元前驱体表面均匀沉淀Zr(OH)4,再经过同步混锂步骤合成锆酸锂包覆的高镍三元正极材料。材料表征结果表明:改良的化学沉淀法有助于形成均匀的包覆层,同步锂化的高温步骤会引发轻微的团聚,Li2ZrO3包覆可以改善高镍三元正极材料的表面化学环境。电化学性能测试显示Li2ZrO3包覆能提升高镍三元正极材料的电化学性能,有效抑制电荷转移阻抗的增长。