【摘 要】
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锂离子电池在工作电压、比容量、使用电压范围、循环性能和自放电效率等方面均优于其他二次电池。但到目前为止绝大多数已经商品化的锂离子电池都是采用LiCoO2作为正极材料。
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锂离子电池在工作电压、比容量、使用电压范围、循环性能和自放电效率等方面均优于其他二次电池。但到目前为止绝大多数已经商品化的锂离子电池都是采用LiCoO2作为正极材料。由于钴的资源有限而且价格昂贵，对环境污染较大，人们一直致力于寻找其他合适的替代品。层状结构Li-Ni-Ti-O，Li-Ni-Mn-O体系的正极材料由于其价格低廉、无毒无污染且具有良好的安全性能受到广泛的关注，正逐渐成为LiCoO2的替代者。本文从Li-Ni-Ti-O体系溶胶-凝胶合成法过程工艺参数的确定，xNiO·(1-x)Li2TiO3体系x取值的确定和xNiO·(1-x)Li2MnO3体系x取值的确定三个方面进行了优化与研究。
通过溶胶-凝胶法合成Li-Ni-Ti-O体系正极材料，对其溶胶-凝胶过程所涉及工艺参数(如溶剂的选择，柠檬酸的用量，pH的范围)的影响分别逐一进行分析。利用电化学测试分析溶胶-凝胶合成法最佳工艺参数，确定为以蒸馏水作溶剂，络合剂柠檬酸的用量与体系金属离子摩尔总量比为1:1，溶胶体系pH值为4，水浴温度为70℃。此条件下制备的Li-Ni-Ti-O体系正极材料有较好的放电容量和循环性能。
对xNiO·(1-x)Li2TiO3体系x的取值进行研究，通过XRD、SEM和电化学测试分析得出体系x=0.5时，材料有良好的层状结构，适中的晶体粒径，理想的室温电化学性能和良好的高温电化学性能。
对xNiO·(1-x)Li2MnO3体系x的取值进行研究，通过电化学测试分析得出体系x=0.5时，材料具有理想的室温电化学性能和良好的高温电化学性能，其高温下首次放电容量为115 mAh/g是室温下首次放电容量的3.7倍。
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