納米氧化鋯在鈷酸鋰材料中的應(yīng)用
為了使正極材料鈷酸鋰在充放電過程中表現(xiàn)出良好的性能，除進行摻雜以抑制充放電結(jié)構(gòu)相變外，進行表面包覆也是一種行之有效的提高化學(xué)性能的方法。
1999年，通過在LiCo02表面進行氧化物或磷酸鹽包覆。將LiCo02的比容量提髙到了 170 mAh/go容量的提高是因為包覆后的材料在充電狀態(tài)下Co4+與電解液中的HF(LiPF6與水分反應(yīng)的產(chǎn)物)的反應(yīng)活性大大降低。JCho等認為是包覆層與LiCo02反應(yīng)或薄層能夠抑制材料在2.75 ~4.4 V之間循環(huán)時LiCo02晶格膨脹，因為氧化物的斷裂韌度按照Zr02 > A1203 > Ti02 >B203的順序遞減，所以Zr02包覆效果更好。Zhaohui Chen和J. R. Dahn則認為LiCo02充電至4.5 V時的容量衰減是在LiPF6基電解液中LiCo02表面阻抗增大的原因。因此可以通過氧化物包覆、研磨(或在空氣中進行簡單的熱處理)以獲得新鮮的LiCo02表面或者用LiBOB替代LiPF6來抑制阻抗增大。
電池用納米氧化鋯Vk-R30D粉體，具有納米顆粒尺寸細、粒度分布均勻、無硬團聚和較好的球形度。生產(chǎn)中做到了控制各組分含量，實現(xiàn)不同組分之間粒子的均勻混合，控制顆粒尺寸、形態(tài)和結(jié)構(gòu)，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
通過微摻雜和包覆納米氧化鋯Vk-R30D均可使鈷酸鋰綜合性能得到改善，循環(huán)性能大大提高，但目前為止，鈷酸鋰遠未達到其理論容量。大量的研究表明，摻雜納米氧化鋯Vk-R30D可以有效地改善鈷酸鋰的性能，使用多種元素進行聯(lián)合摻雜，從晶體結(jié)構(gòu)改善,使其具有更完美的晶型、更穩(wěn)定的晶型結(jié)構(gòu)，從而提高鈷酸鋰的比容量；同時改善鈷酸鋰導(dǎo)電性能提高循環(huán)性能及物理加工性能。
隨著鋰離子電池正極材料的快速發(fā)展，競爭也日益激烈。目前商用的鈷酸鋰的實際容量僅為理論容景的50%,還具有很大的提升潛力。為了提高其可逆容量和循環(huán)性能，進一步研究鉆酸鋰的結(jié)構(gòu)，更深人地優(yōu)化和改進合成方法，尋找新的元素摻雜，研究各種元素的協(xié)同作用，進行多組分摻雜，從而提髙鈷酸鋰的比容量和循環(huán)性能,達到大范圍的商用。