目前商業(yè)化的鋰離子二次電池的能量密度難以滿足消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程不斷增長(zhǎng)的的需求，其中正極材料比容量低（＜200 mAh·g^-1）是限制鋰離子電池能量密度快速提高的重要因素。富鎳三元正極材料LiN_i1?x?yCo_xMn_yO₂(NCM)能量密度較高，是極具應(yīng)用前景的鋰離子動(dòng)力電池正極材料，其能量密度與其中的Ni含量成正相關(guān)。

本項(xiàng)目在廣泛商用的含鎳80%的811型正極材料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制備了含鎳90%以上的九系三元正極材料，進(jìn)行了性能表征，并通過(guò)摻雜、包覆等方法進(jìn)行了性能優(yōu)化。

1.      設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，利用共沉淀法制備多種不同含鎳量的氫氧化物前驅(qū)體；

2.      設(shè)計(jì)煅燒條件，通過(guò)混鋰、研磨、煅燒步驟得到一系列九系三元正極材料；

3.      對(duì)前驅(qū)體和正極材料進(jìn)行ICP、XRD、SEM等多種分析測(cè)試，表征所制備材料的物相形貌；

4.      使用正極材料制備電極片，組裝紐扣電池進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，得到其能量密度、容量保持率等電化學(xué)性能；

5.      在上述流程基礎(chǔ)上，通過(guò)前驅(qū)體Zr摻雜、按非化學(xué)計(jì)量比混鋰煅燒、后處理Na₂SO₄包覆方法對(duì)正極材料進(jìn)行性能優(yōu)化，比較分析優(yōu)化效果。

1.      設(shè)計(jì)并通過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了從原料到正極材料的制備流程，制備了多種正極材料；

2.      通過(guò)ICP元素分析、XRD衍射圖譜確定了制備產(chǎn)物與預(yù)期得到的正極材料組成和物相一致，通過(guò)SEM圖像確定了前驅(qū)體和正極材料產(chǎn)物具有良好的微觀形貌，滿足企業(yè)要求；

3.      通過(guò)組裝紐扣電池完成了正極材料的電化學(xué)測(cè)試，得到首圈放電容量、循環(huán)充放電曲線等數(shù)據(jù)，定量計(jì)算出對(duì)應(yīng)正極材料的能量密度和容量保持率；

4.      通過(guò)非化學(xué)計(jì)量比、摻雜和包覆制備了改性材料，優(yōu)化了正極材料的電化學(xué)性能。