添加磷、硼、硅和铝的锂离子电池材料LiNiO2研究

研究了添加元素磷、硼、硅和铝对锂离子蓄电池材料LiNiO2的影响.添加磷、硼、硅和铝的目的是提高LiNiO2的放电平台和充放电稳定性,增加循环寿命并且提高充放电能量.在n(LiOH)∶n(Ni(OH)2)为1.1∶1.0的材料中分别加入P2O5;H3BO3,SiO2,Al2O3,保持4种元素与锂的摩尔比值分别为0.01,0.02,0.03,0.04和0.05.分析测定了样品的充放电曲线和循环伏安曲线,并采用XRD对样品的放电过程和合成产品进行了结构分析.结果证明,当n(P)/n(Ni)=0.02,n(B)/n(Ni)=0.03,n(Si)/n(Ni)=0.02,n(Al)/n(Ni)=0.02时,LiNiO2的放电电压提高.添加元素使LiNiO2在充放电过程中的晶型转变过程发生改变,使六方晶系向单斜晶系转变的趋势变小,这将改善LiNiO2的循环性能,但没有影响锂离子的嵌入和脱嵌机理.XRD分析表明,添加磷和铝使LiNiO2的层状结构更完善,同时增加了活性.但添加硼和硅以后,LiNiO2的XRD图上的衍射峰(003)强度度减弱,衍射峰(018)和(019)峰也有改变,这证明B和Si影响了LiNiO2性能.