湿法合成LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂的E-pH图绘制及其电性能

李玲^1,2，李运姣^1,2，卢伟胜²，苏千叶^1,2，陈永祥^1,2，李林¹

1. 中南大学冶金与环境学院2. 中信大锰矿业有限责任公司

摘 要：通过热力学计算获得了Li-Ni-Co-Mn-H₂O系中各物质的热力学数据,从而绘制了25℃和200℃、离子活度为1.00下的Li-Ni-Co-Mn-H₂O系电位-pH图。热力学分析结果表明:温度为25℃时,在pH 3¹3范围内,水溶液中未出现LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂稳定区域;随着温度升高,Li-Ni-Co-Mn-H₂O系中各物质的稳定区域向低pH和低电位方向移动。在温度为200℃,pH为9.7¹3.0的水溶液中出现了LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂稳定区域。这说明在一定温度下,水溶液中合成LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂是可能的,且提高温度有利于合成反应进行。进一步通过实验验证,以(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3（OH）₂前驱体和LiOH·H₂O为原料,在水溶液中成功获得具有α-NaFeO₂层状结构的锂镍钴锰四元前驱体,经过热处理后得到循环稳定性良好的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料。实验结果证明,所绘制Li-Ni-Co-Mn-H₂O系E-pH图是可靠的,且湿法合成LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料具有良好的循环性能。

关键词：E-pH图;Li-Ni-Co-Mn-H2O系;锂离子电池;正极材料;