锂离子电池已经广泛地应用于便携式电子产品，正进一步向储能系统和动力系统发展[1,2]
锂离子电池传统的正极材料如层状LiCoO2[3]、尖晶石型LiMn2O4[4]以及橄榄石型LiFePO4[5]的放电比容量较低、循环性能较差，不能满足需要
新型富锂正极材料的比容量较高，价格较低且热稳定性较高[6~10]，是传统正极材料理想的替代品，也是目前正极材料研究的主要方向之一
但是，富锂正极材料的首次不可逆容量损失较大、高电压下的容量和电压衰减快和循环性能欠佳[11~16]
表面包覆层的化学性质稳定，可抑制循环过程中正极材料与电解液的副反应，提高材料的电化学性能
现阶段用于正极材料表面包覆的材料有Al2O3、MgO、TiO2、V2O5、ZrO2、CaF2、AlF3和AlPO4等，包覆后的首次充放电效率和循环性能等电化学性能都得到了提高[17~23]
Al2O3的成本较低且具有良好的电化学稳定性，是一种理想的表面包覆材料
本文用溶胶凝胶法制备富锂正极材料Li1.2Mn0.54-Ni0.13Co0.13O2，用液相沉淀法进行Al2O3包覆，研究Al2O3包覆量对材料电化学性能的影响及其机理
1 实验方法1.1 富锂锰基正极材料的制备和氧化铝包覆改性
选择硝酸锂、硝酸镍、硝酸钴和硝酸锰为原料，柠檬酸为络合剂，用溶胶凝胶法制备正极材料
按化学计量比Mn:Co:Ni:Li=4:1:1:9.45将原料(Li源过量5%)配制成1 mol/L的金属盐溶液，按柠檬酸:金属离子摩尔比1:1称取柠檬酸配制成1 mol/L的螯合剂溶液
将柠檬酸溶液以1滴/s的速度滴加到搅拌着的金属离子混合液中，然后用氨水调节溶液的pH值为7~8
在80℃连续搅拌溶液使其充分反应得到溶胶，搅拌蒸干后得到凝胶样品
将样品在110℃烘至80 mL，然后在80℃干燥20 h，最后在120℃充分干燥至样品重量不再减小，将其充分研磨得到正极材料的前驱体粉末颗粒
将前驱体粉末在500℃马弗炉中预烧24 h；之后分别取前驱体样品以5℃/min的速度加热至750℃；然后以2℃/min的速度加热至775℃；保温5 h后得到Li1.2Mn0.54-Ni0.13Co0.13O2正极材料样品，记为样品LMNCO
将适量的Al(NO3)3·9H2O、NH4HCO3分别溶于去离子水中配制成溶液，在NH4HCO3溶液中加入聚乙
声明：
“Al2O3包覆Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2富锂正极材料的电化学性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：左成,杜云慧,张鹏,王玉洁,曹海涛
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2025年06月06日 ~ 08日 
