摘要：由于近些年锂电池的普及，锂电池的发展得到了广泛的关注，其中就包括对正极材料的研究，因为一元和二元正极材料已不能满足当今社会的需求，所以掀起了研究三元正极材料的热潮，拥有较高的放电比容量和稳定结构的三元材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（811材料）开始出现在人们的视野中，本文主要通过使用硝酸锂、氢氧化锂、碳酸锂来制备811材料，将所制备的正极材料制成正极极片装配为纽扣电池，通过使用扫描电镜和X光衍射仪对制备出的811材料进行分析，以及结合所装配纽扣电池的首次充放电测试结果来确定出制备811材料最佳的锂盐，我们发现硝酸锂为锂盐制备的三元正极材料具有良好的表面形貌和内部结构，并且其装配的纽扣电池在首次充放电测试中也有优秀的表现。

关键词：锂离子电池；正极材料；三元正极材料；电化学性能；LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2

The effect of different lithium sources on electrochemical properties of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 cathode materials

Abstract：Due to the popularity of lithium batteries in recent years, the development of lithium batteries has received extensive attention, including the study of cathode materials, because monolithic and binary cathode materials can no longer meet the needs of today society. So there is an upsurge in the study of ternary cathode materials, LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(811 materials with high discharge specific capacity and stable structure) are beginning to appear in the field of vision. In this paper, the use of lithium nitrate, lithium hydroxide, Lithium carbonate was used to prepare 811 material, and the cathode material was assembled into a button battery. The 811 material was analyzed by using scanning electron microscope and X-ray diffractometer. Combined with the first charge and discharge test results of the assembled button battery, the best lithium salt was obtained. We found that the ternary cathode material prepared by lithium  

nitrate has good surface morphology and internal structure. And its assembled button battery in the first charge and discharge test also has excellent performance.

Keyword：Lithium-ion battery；Cathode material；Ternary cathode material；

Electrochemical performance；LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 

目录

1 绪论 1

1.1 锂离子电池的结构和基本化学反应原理 1

1.1.1 锂离子电池的结构 1

1.1.2 锂离子电池的工作原理 2

1.2 锂离子电池正极材料的研究现状 2

1.3 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的研究现状 3

1.4 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的结构及其电化学特性 4

1.5 不同锂盐对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的影响 5

1.5.1 不同锂盐对三元材料粒径和振实密度的影响 5

1.5.2 不同锂盐对三元材料晶体结构的影响 5

1.6 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的优点与缺点 5

1.6.1 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的优点 5

1.6.2 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的缺点 6

1.7 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成方法 6

1.7.1 固相法 6

1.7.2 化学共沉淀法 7

1.7.3 溶胶-凝胶法 7

1.8 材料的表征 8

1.8.1 X射线衍射分析（XRD） 8

1.8.2 扫描电镜分析（SEM） 8

1.8.3 充放电测试 8

1.9 研究课题的目的与意义 8

1.10 课题的研究内容和目标 9

1.10.1 课题的研究内容 9

1.10.2 课题的研究目标 9

2 实验部分 10

2.1 实验方案设计 10

2.2 实验原料 10

2.2 主要仪器及设备 11

2.3 材料的合成 11

2.3.1 原料的称量与球磨 11

2.3.2 样品的煅烧 12

2.4 样品的表征 12

2.4.1 X射线衍射分析（XRD） 12

2.4.2 扫描电镜分析（SEM） 12

2.5 正极极片的制备 13

2.6 纽扣电池的组装 13

3 结果与讨论 15

3.1 不同锂盐制备的正极材料煅烧前后的差异 15

3.2 不同锂盐对三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2形貌的影响 16