开发高性能正极材料是当下锂电池研究中的重点之一。近年来,富镍层状氧化物LiNi_0.8Co_0.2O₂作为锂离子电池正极材料由于其循环性能好、污染小、比容量高、价格低廉等优点而受到广泛的关注。但是LiNi_0.8Co_0.2O₂在制备过程中对于氛围条件要求较为苛刻,因为Ni²⁺很难被氧化,按照一般制备LiCoO₂的工艺方法合成出的LiNi_0.8Co_0.2O₂几乎没有电化学活性,只能在O₂气氛中进行反应。目前材料前驱体的煅烧工艺已经基本透明,而前驱体的制备由于合成方法、实验药品等因素的不同存在很大的不可控性。因此,最终产物品质优劣的主要决定因素在于前驱体的形貌结构。本文通过不同方法分别制备出了具有不同形貌结构的LiNi_0.8Co_0.2O₂前驱体,继而通过形貌结构优化改性的前驱体制备出了具有优良循环性能及倍率性能的LiNi_0.8Co_0.2O₂正极材料。采用物理表征测试对样品作了详尽的形貌结构分析后进行了电化学测试分析,研究内容及结论如下:1.通过溶胶凝胶法制备了LiNi_0.8Co_0.2O₂,考察了前驱体及产物的形貌结构,并探索了材料在各个电压区间下进行充放电循环的性能。在1C下测试时,电压上限增加后初始比容量也会得到有效地提高。在2.7⁴.3 V区间下,循环100圈后容量保持率为75%;区间提高至2.7⁴.6 V时,容量在循环100圈后保持率为68%;区间上限提高为4.8 V时,容量在循环100圈后保持率为36%,说明LiNi_0.8Co_0.2O₂最适宜的充放电压区间在2.7⁴.3 V以内。我们也通过形貌结构及电化学表征对材料粉末的品质进行了测试,分析了制备过程中存在的问题。2.改变前驱体制备方法为水热法,并在原有药品中加入尿素作为沉淀剂,在不同的水热温度下合成了具有不同形貌结构的LiNi_0.8Co_0.2O₂前驱体,并对三种不同前驱体制备得到的最终产物进行循环性能对比测试后得出了160℃为最理想的水热反应温度。在这个条件下制得的前驱体呈密集网线状结构组成的类似花瓣状形貌,且整体分布均一度很好,这对于改善材料煅烧过程中的氛围条件是有利的。材料的结构表征测试结果表明,160℃温度下通过水热法制得的形貌结构得到优化改善的前驱体制备出的LiNi_0.8Co_0.2O₂具备最接近理论的六方相层状结构,颗粒表面由于阳离子混排而产生的岩盐相NiO杂质含量大大减少,材料整体结构有序度得到了有效的改善。样品的充放电测试数据有效地支持了这一结论:在1 C下,首圈测试的比容量为155mAh/g,在经过100次充放电后依然保持有94%的容量;而在5 C下,首圈测试的比容量为120 mAh/g,在经过500次充放电后依然保持有75%的容量;倍率提高至10 C时,首圈比容量为94 mAh/g,在经过1000次充放电后依然保持有47.9%的容量。样品品质相较之下有了很大的提升,说明通过改善前驱体的形貌结构来提升产物品质的方法是有效的。3.在不同的溶剂体系下采用溶剂热法制备出了具有不同形貌的LiNi_0.8Co_0.2O₂前驱体,并分别考察了产物的品质。其中以乙二醇作为溶剂的溶剂热法制备出的前驱体具有一致性很好的椭球状形貌,分布均一度也很理想,在煅烧过程中也可以有效地改善合成的氛围条件,从而提高产物的品质。由充放电测试结果可知,溶剂热法制备的样品性能明显优于普通溶胶凝胶法制得的材料,产物品质更胜一筹。而相较水热法制备的样品则表现出相当的首圈容量与相对逊色的循环稳定性,这归咎于该前驱体煅烧制备过程中仍然存在的岩盐相NiO的生成导致的结构缺陷。实验证明溶剂热法可以在一定程度上改善LiNi_0.8Co_0.2O₂前驱体的品质。