２０１９．２０科学技术创新剂用量变低时，高吸水性树脂溶液中的水分子活跃度会变高，而高吸水性树脂溶液的水分子的活跃度变高，导致高吸水性树脂溶液的丙烯酸聚合速度呈上升趋势，在高吸水性树脂溶液的引发剂用量变低时，高吸水性树脂聚合能力开始下降，从而导致高吸水性树脂的吸水率急剧下降。同理，在高吸水性树脂溶液的引发剂用量变高时，高吸水性树脂聚合能力开始上升，从而导致高吸水性树脂的吸水率急剧上升。 ４对高吸水树脂的性能的改进４．１降低高吸水树脂的吸水速率 影响高吸水树脂的性能的第一个因素是高吸水树脂吸水率。通过上面的实验可知，高吸水树脂的吸水速率与高吸水树脂的性能有密切的联系。在外界温度相同的情下，高吸水树脂的吸水速率升高，导致高吸水树脂的性能会下降，相反，高吸水树脂的吸水速率降低，导致高吸水树脂的性能会上升，高吸水树脂的吸水速率与高吸水树脂的性能成反相关关系。总之，要想提高高吸水树脂的性能，可以从降低高吸水树脂的吸水速率的方法入手。
４．２提高高吸水树脂的保水性能
影响高吸水树脂的性能的第二个因素是高吸水树脂保水性能。通过上面的实验可知，高吸水树脂的保水性能与高吸水树脂的性能有密切的联系。在外界温度相同的情下，高吸水树脂的保水性能增强，导致高吸水树脂的性能增强，相反，高吸水树脂的保水性能降低，导致高吸水树脂的性能会降低，高吸水树脂的保水
性能与高吸水树脂的性能成正相关关系。总之，要想提高高吸水树脂的性能，可以从提高高吸水树脂的保水性能的方法入手。
４．３降低高吸水树脂的流变特性
影响高吸水树脂的性能的第三个因素是高吸水树脂流变特
性。通过上面的实验可知，高吸水树脂的流变特性与高吸水树
脂的性能有密切的联系。在外界温度相同的情下，高吸水树脂的流变特性升高，导致高吸水树脂的性能会下降，相反，高吸水树脂的流变特性降低，导致高吸水树脂的性能会上升，高吸水树脂的吸水速率与高吸水树脂的性能成反相关关系。总之，要想提高高吸水树脂的性能，可以从降低高吸水树脂的流变特性的方法入手。
结束语
综上所述，随着我国高吸水性树脂合成技术的不断提高，高吸水性树脂在合成方法和性能改进两个方面得到了可喜可贺的研究成果，如今，高吸水性树脂的性能测定在洗液率、吸水速率、保水性能、水凝胶流变特性等性能都有了全面的分析和研究，从而得出了一个结论，高吸水性树脂合成条件对树脂吸水率的影响主要表现在中和度、丙烯酸浓度、引发剂用量三个方面。
参考文献
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项目资助：陕西省军民融合研究项目18JM43，渭南师范学院自然科学类研究项目18YKP03。
锂离子电池正极材料锂镍钴锰氧化物的制备方法
王立祥付长吕学良
（黑龙江科技大学，黑龙江哈尔滨150000）
本文对三元氧化物正极材料ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２进行了研究。选用共沉淀法对Ｍｎ０．３Ｏ２进行制备，先以ＣｏＳＯ４·７Ｈ２Ｏ、ＭｎＳＯ４·Ｈ２Ｏ和ＮｉＳＯ４·６Ｈ２Ｏ的混合
溶液与ＮＨ４ＨＣＯ３溶液水浴滴定，得到Ｎｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３ＣＯ２三元前驱体。再把前驱体与Ｌｉ２ＣＯ３混合后高温煅烧，得到ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２粉体。在实验中采用单因素单水平分析方法，通过设立不同的变量组进行实验，如水浴温度，离子溶液浓度等，对制备的最佳条件进行探究。最后采用Ｘ射线衍射分析仪（ＸＲＤ）进行表征，并对实验数据进行对比分析，得出最佳的制备条件。
１实验部分
１．１锂离子电池的组成和工作原理
锂离子电池的主要由以下四部分组成，正极材料、负极材料、电解液和隔膜。
正极材料：通常采用工作电压较高，具有氧化性的Ｌｉ＋离子插入材料。如锰酸锂、钴酸锂等。
负极材料：主要由层状的石墨或碳材料构成，它能为锂离子的嵌入提供场所。
电解液：通常由锂盐溶解到有机溶剂中构成，它能让Ｌｉ＋离子在正负极之间流动，它还是电子的不良导体。
隔膜：它是一高分子复合物，具有能透过锂离子的作用，还是电子的绝缘体。在锂离子电池起到了防止内部短路和避免电极之间直接接触的作用。
１．２正极材料制备方法１．２．１固相法
固相法是最常用的一种方法。它的主要操作方法摘要：随着电子产品的日益增多，具有优越性能的锂电池自然得到了广泛的关注。
锂离子电池的正极材料相比负极材料，容量相对偏低，它是制约锂离子电池发展的重要影响因素之一。三元氧化物正极材料LiNi x Co y Mn 1-x-y O 2被认为是一种具有开发价值的正极材料，它与锂镍钴材料相比，具有容量较高、热稳定性好、制造成本低的特点。
关键词：锂离子电池；正极材料；LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2；共沉淀法；前驱体中图分类号：TM911.11文献标识码：A 文章编号：2096-4390（2019）20-0051-02（转下页） ５１－－
科学技术创新２０１９．２０
是，按一定的化学计量比称取含锂、钴、镍元素的化合物混合后，在球磨机中进行研磨，之后把磨好的物质移至高温炉中高温（７００￣９００℃）煅烧１０ｈ。
１．２．２共沉淀法
共沉淀法是把多种含有金属阳离子的化合物按照一定的化学计量比配置成离子溶液，再把离子溶液放置在一定温度的水浴环境中，加入过量的沉淀剂，使需要沉淀的金属离子完全沉淀。
１．２．３溶胶－凝胶法
溶胶－凝胶法是一种基于胶体化学的粉体制备方法。制备的一般方法是，按一定的物质量之比，称取含有生成物阳离子的化合物，配制成离子溶液，并边搅拌边加入柠檬酸或乙二醇，使溶液形成均匀透明的溶液，再加入氨水调节ｐＨ至８，高温水浴环境下持续搅拌６小时，形成凝胶状物质。最后将凝胶物烘干、研磨、煅烧，得到锂离子电池正极材料。
１．２．４水热法
水热法的制备方法是，按化学计量比称取需要的化合物溶解与水中，移至密闭的高温（８００℃以上）反应釜中进行物质的合成。水热法制备的锂离子正极材料纯度高，晶体结构形态呈球形的特点。
１．２．５其它的制备方式
除上述常见的合成方法外，制备锂离子电池正极材料的方法还有喷雾干燥法、乳液合成法、电解法、控制结晶法等。
１．３正极材料
１．３．１ＬｉＣｏＯ２正极材料是现在使用最多的锂离子电池正极材料。它具有α－ＮａＦｅＯ２型
层状结构，属于Ｒ３ｍ空间，它的理论容量达到２７４ｍＡｈ／ｇ，能有效的为Ｌｉ＋提供二维扩散通道。以它为正极材料制成的锂离子电池具有工作电压高、电池容量大、充放电循环性好的特点。
１．３．２ＬｉＮｉＯ２也具有二维层状结构，属于Ｒ３ｍ空间。它的理论容量是２７５ｍＡｈ／ｇ，实际容量在１５０￣１８０ｍＡｈ／ｇ之间。
１．３．３ＬｉＭｎ２Ｏ４正极材料具有尖晶石三维网络结构，属于Ｆｄ３ｍ空间，ＬｉＭｎ２Ｏ４结构中的Ｍｎ２Ｏ４形态是一种有利于锂离子扩散的三维网络结构，ＬｉＭｎ２Ｏ４正极材料有两个充放电平台，分别是３Ｖ和４Ｖ。
１．３．４ＬｉＦｅＰＯ４材料为橄榄石三维网状结构，属于Ｐｎｍｂ。它的理论容量为１７０ｍＡｈ／ｇ。
１．３．５三元层状的ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２是一种新型的电池正极材料。该类材料综合了ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２三种层状材料的优点，并在一定程度上弥补了单一材料的不足，存在明显的三元协同效应。
２材料表征方法
２．１Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）
Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）是目前研究晶体结构（如原子或离子及其基团的种类和位置分布，晶胞形状和大小等）最有力的方法。
２．２扫描电镜分析（ＳＥＭ）
扫描电镜（ＳＥＭ）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。
３结果与分析
３．１溶液浓度的影响
将不同浓度离子溶液制备的三种物质的ＸＲＤ谱图与标准ＰＤＦ卡片对比，可得知三种制备条件下得到的物质均为ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２，并且三种物质的谱图峰位与标准卡片都一致，峰强而尖锐，没有其它的杂峰，说明在这种制备条件下都能很好的合成ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２这种物质。它们均属于α－ＮａＦｅＯ２层状结构，晶系为六方晶系，空间为Ｒ３ｍ。
图１２ｍｏｌ／Ｌ离子溶液浓度下制备ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２的ＸＲＤ谱图３．２水浴温度的影响
通对比三种不同条件下制备的ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２陶瓷粉体ＸＲＤ谱图，晶面位置（００６）和（１０２），（１０８）和（１１０）两处都有各自明显的峰位，没有重叠部分，这就说明在不同水浴温度下，三种离子浓度条件下都能合成较好的层状结构。
图２８０℃水浴温度下煅烧５ｈ制备ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２的ＸＲＤ谱图３．３煅烧时间的影响
将不同水浴温度下煅烧５ｈ的分别与不同水浴温度下煅烧１０ｈ的正极材料的ＸＲＤ谱图作比较，可以看出，它们的峰位都十分相近，没有出现杂峰，说明它们合成的ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２都有较好的结构。在峰高值上，煅烧１０ｈ的物质在同一的水浴温度下都比煅烧５ｈ下同一水浴温度下的峰值高，说明煅烧时间长，物质的结晶越好，所生成的物质性能越好。
４结果与讨论
本次实验采用共沉淀的方法制备了锂离子电池正极材料ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２。通过单因素单水平分析，分别对离子溶液浓度、水浴温度、煅烧时间进行了探究，主要结论如下：
４．１对比反应溶液离子浓度分别在１ｍｏｌ／Ｌ、１．５ｍｏｌ／Ｌ、２ｍｏｌ／Ｌ条件下制备的陶瓷粉体ＸＲＤ谱图，得出离子溶液浓度为２ｍｏｌ／Ｌ的条件下，得到的ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２的Ｒ值较大，在制备时能得到层状结构更好的陶瓷粉体。
４．２对比水浴温度分别为４０℃、６０℃、８０℃条件下制备的陶瓷粉体ＸＲＤ谱图，可以得知在４０℃条件下，得到的ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２的的Ｒ值更大，峰高更高，半高宽更小，合成的陶瓷粉体结晶更好，层状结构更明显。
４．３对比煅烧时间在５ｈ和１０ｈ的条件下制备的陶瓷粉体的ＸＲＤ谱图和ＳＥＭ照片，可以得知，在１０ｈ的煅烧时间下，得到的陶瓷粉体Ｒ值更高，峰高值的提升对比５ｈ煅烧时的陶瓷粉体有明显增大，半高宽减少也较大，有利于结晶，形成更好的层状结构。
综合以上分析，在２ｍｏｌ／Ｌ离子浓度溶液、４０℃水浴温度、煅烧１０ｈ的条件下，能得到性能更好的陶瓷粉体ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２
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