镍铁锰三元前驱体材料的制备及性能研究

镍铁锰三元材料是钠离子电池正极材料研究的热点之一,常采用固相法合成。然而,原料的混合均匀性差,难以控制形貌和晶粒大小,使得材料的电化学性能较差。为获得粒径小,形貌均一可控的正极材料,采用两步水热法先以硫酸镍、硫酸铁、硫酸锰和氢氧化钠为原料合成镍铁锰三元前驱体材料Ni_0.7Fe_0.2Mn_0.1(OH)₂,再将制备的前驱体混钠烧结制备三元材料。利用X衍射分析仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪和新威电池测试系统对其晶体结构、形貌、化学组成和电化学性能进行表征。重点研究了不同反应温度和时间对前驱体晶粒生长的影响,以及不同表面活性剂对前驱体形貌和结晶度的影响。结果表明,在170℃下保温12h,表面活性剂为10%添加量的聚乙二醇条件下合成的前驱体材料形貌光滑、组分均匀且一致性较好。首次充放电容量分别为128.79mAh/g和109.09mAh/g,具有84.7%的库伦效率。