新型富锂正极材料LiNixLi(1/3-2x/3)Mn(2/3-x/3)O2(x=1/3,1/2)的制备及电化学性能研究

摘要

新一代固溶体富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Co,Fe,Ni1/2Mn1/2,…)具有高比容量、优秀的循环能力以及新的电化学充放电机制,是很有潜力的下一代锂离子电池用正极材料.本文通过共沉淀法合成不同Ni含量的新型富锂电极材料Li[NixLi(1/3-2x/3)Mn(2/3-x/3)]O2(x=1/3,1/2).X射线衍射(XRD)结果显示,不同Ni含量的富锂正极材料材料均具有良好的层状结构,属于空间群R3m.扫描电子显微镜(SEM)结果表明合成出的富锂正极材料均具有微纳米尺寸,并当Ni含量为x=1/3时材料呈现球形百褶结构.充放电结果显示,当Ni含量为x=1/3时,材料具有较高的充放电容量、较好的循环性能,充放电50周放电容量稳定在230mAh/g.倍率性能测试表明,材料具有特殊形貌可提高其电化学性能,尤其是倍率性能.运用电化学阻抗谱(EIS)技术研究了Li[NixLi(1/3-2x/3)Mn(2/3-x/3)]O2(x=1/3)首次充电的电极界面特性.结果表明,富锂正极材料表面可形成稳定的SEI膜,电子电导率随Ni2+/Ni4+的氧化及材料相变发生相应变化.