2．4  样品的表征测试 12

2．5  电化学测试 13

3 实验结果与分析 14

3．1  XRD分析 14

3．2  SEM和TEM分析 15

3．3  拉曼光谱分析 16

3．4  电化学测试分析 17

结  论 22

致  谢 23

参 考 文 献 24

1 绪论

众所周知，目前随着全球能源危机和环境问题的出现，人们开始将目光转移到开发新型洁净的二次可再生能源，而在这些二次可再生能源中，锂离子电池由于其便捷、高比容量的优势，成为迄今为止移动终端、消费电子产品的主要能源供应手段，且目前有进军混合动力和纯电动汽车领域的态势。市场上锂离子正极材料LiCoO2仍占主流，短期内难以撼动其地位。但是由于Co的价格昂贵以及毒性迫使人们寻求其他可以替代的正极材料。随着科技的发展，人们发现在LiCoO2材料上进行相应的改性研究，合成出形如LiNi1-xCoxO2、LiNi1-xMnxO2、LiNi1-x-yCoxMnyO2等化学计量的层状锂离子电池正极材料，能够很好的解决LiCoO2存在的一些问题。并且这些合成的材料具有优良的电化学性能，通过这些改性的研究，Ni，Mn开始大量的替代Co，从而使得锂离子电池正极材料向着低成本，高环保的方向发展。在新型正极材料中，层状结构LiNixCo1-x-yMnyO2 (0≤x,y≤1,x+y=1)备受推崇[1]。其中最有前途的当属二元材料LiNi0.5Mn0.5O2，它已成为国内外正极材料的研究热点之一。基于这样的热点分析，研究LiNi0.5Mn0.5O2的制备与合成是一个很好的研究课题，所以研究LiNi0.5Mn0.5O2的制备方法及制备的条件对其性能及形貌的影响尤为必要。

1．1  锂离子电池发展简介

锂电池最初的研究始于20世纪六、七十年代，当时主要集中在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池。但是锂在充放电的时候，由于金属锂电极表面凹凸不平的原因，造成锂的不均匀沉积。锂沉积的速度不同，沉积快的就产生树枝一样的结晶，这些结晶发展到一定程度时，一方面会发生折断，产生“死锂”，造成锂的不可逆，另一方面结晶会穿过隔膜，造成电池的短路，使得电池发热、着火、甚至爆炸，从而带来巨大安全隐患。其中具有代表性的锂二次电池为20世纪70年代末Exxon公司研究的Li/TiS2体系[2],充放电过程如下：

                 XLi+Li/TiS2 =LixTiS

经过多年的研究，在二十世纪八十年代，Armand首次提出“摇椅电池”的构想[3]， 用低插锂电位的层间化合物替代金属锂负极，配置以高插锂电位的插锂化合物做正极，组成没有金属锂的二次电池。随后，在九十年代，人们研究诞生了锂离子的二次电池[4]，以石墨结构的碳材料取代金属锂负极，锂和过渡金属的复合化合物代替正极。锂离子电池的发展过程如表1.1[5]:

表1.1   锂离子电池的发展过程

年份 电池组的发展 体系

负极 正极 电解液

1970 金属锂 过渡金属硫化物(TiS2,MoS2）