磷酸钐包覆对高电压镍锰酸锂正极材料电化学性能的影响

摘要

尖晶石型镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4))因制备成本低、放电平台高及循环寿命长等优点,越来越多地应用于大型储能设备、能量转换设备、动力汽车等领域.然而LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)在高电压(5 V)充电状态下电解液易分解,从而导致比容量降低以及循环性能衰退.针对以上问题,采用水热法制备磷酸钐(SmPO_(4))表面包覆改性LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料,研究了SmPO_(4)包覆量对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料电化学性能的影响.结果表明,当SmPO_(4)包覆量为0.5%(质量分数)时,改性材料(LNMO@SP-0.5)的电化学性能最优,在0.2C和5C倍率下的放电比容量分别为129.2和90.9 mA·h/g,而未包覆的材料Pristine LNMO的放电比容量分别仅有114.2和77.7 mA·h/g.在常温1C倍率下循环200次后,LNMO@SP-0.5的容量保持率为93.4%,而Pristine LNMO的容量保持率仅为86.6%.这归因于SmPO_(4)包覆能够有效缓解LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料与电解液之间的副反应,降低电极的极化程度和电荷转移电阻,增加了Li^(+)的扩散系数.