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喷雾干燥法制备 LiCoO2 超细粉

时间:2019-04-28 17:35:34  来源:  作者:

 在现代信息社会里, 移动通讯和移动计算的飞速发展使得人们对于高性能化学电源的要求日益突出.锂离子电池由于具有输出电压高、 能量密度大、 循环寿命长、 无记忆效应等优点 , 因此自九十年代以来一直成为研究与开发的热点.-过渡金属复合氧化物, LiCoO2 LiNiO2 LiMnO2 LiMn2O4 LiV3O8 , 都是性能优异的锂离子电池正极活性材料.这类复合氧化物都具备了拓扑化学反应的特征 :在充电的过程中, Li +从复合氧化物中脱出嵌入负极材料中 ;放电过程则与之相反.当其中 Li +的浓度在一定范围变化时, 由于过渡金属的多价性 , 不会影响化合物结构与形貌的变化.目前, LiCoO2 广泛地应用于商品化的锂离子电池 .LiCoO2 是基于氧原子密堆积的网络框架, 其中 Li + Co3 +交替有序地在 (111)面排列成摇盐结构.其传统的制备方法都是采用高温固相反应 , 需要在高温 ( 900 C)下反应较长的一段时间 ( 20h)而获得.近年来由于材料化学、 材料化工的发展 , 新型的合成方法不断步入材料合成的领域 .例如, Amatucci人利用水热法以 CoOOH 作为前驱体合成 LiCoO2 ;Yang-Kook Sun等人利用溶胶-凝胶法合成 LiCoO2 ;Yet-Ming Chiang等人通过沉淀-冷冻法制备 LiCoO2 ;LE Dinh Ba等人应用超临界流体干燥法制备出锂离子电池正极材料 V2O4.5 (OH).

Li :Co 摩尔比 1 :1 的配比称量乙酸锂和乙酸钴 , 并称取一定量的高分子化合物聚乙二醇 (PEG), 加入去离子水配成 0.05 1.0mol L 的溶液 .所得到的溶液用气流式喷雾干燥器干燥, 采用并流干燥方式 , 雾化装置采用二流式喷嘴.进料溶液用蠕动泵进样, 速度为 12 20mL min ;喷嘴气体流量由压缩空气的压力控制 , 在约 0.1MPa 下产生雾化 ;控制空气进口温度为 300 C , 出口为 100 C ;出口空气经一级旋涡分离放空 .喷雾干燥所得的聚乙二醇与乙酸锂 乙酸钴的混合粉体在 800 C 经过 4h 的煅烧即获得 LiCoO2 超细粉.

通过喷雾干燥法 , 可以在较短的时间内 较低的煅烧温度下和较简单的工艺条件下获得均匀无杂相的、 α-NaFeO2 层状结构的 HT-LiCoO2 超细粉末 .实验表明 , 此方法制得的 LiCoO2具有优良的电化学活性;用喷雾干燥法制备锂离子电池正极材料有利于工业化生产。

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