高能量密度存储材料LiNi_（1-x-y）Al_xMg_yO_2的制备及表征

【摘要】：LiNiO2体系材料被认为是最有发展前途的锂离子二次电池正极材料之一。本论文围绕LiNiO2利用Al、Mg等元素对材料进行掺杂改性,对材料的制备、表征及性能进行了系统全面的研究,取得了一些有价值的研究成果。 作者成功地利用新方法合成出LiNi1-xAlxO2(0≤x≤0.6)材料。采用TGA-DTA、XRD、Raman、XPS及电导率测试仪等分析手段,研究了制备工艺及Al掺杂对材料结构及性能的影响。结果表明,大幅度提高了LiNi1-xAlxO2的Al固溶量,Al掺杂能够使Ni(Al)原子和O原子之间的作用增强,Ni1-xAlx—O的平均键长缩短,结构稳定性增强,降低了LiNi1-xAlxO2的烧结温度,减小了对氧气气氛的依赖程度。但同时也使得材料的电导率降低。 为了提高材料的电导率,我们依据价非均衡(Valencedisproportination)理论,利用Mg对材料进行掺杂,制备了LiNi0.75-yMgyAl0.25O2(0≤y≤0.10)。结果表明,在一定范围内掺杂Mg可较大幅度地提高材料的电导率。同时,我们对实验中所反映出的一些现象进行了较为深入的理论探讨。