纳米中空球状高电位LiNi0.5Mn1.5O4的制备及其电化学性能

摘要

以NiCl2·6H2O和MnCl2·4H2O为原料,采用溶剂热法可制备出Ni0.5Mn1.5(CO3)2前驱体,将前驱体进行空烧和锂化可成功制备出具有高电位的LiNi0.5Mn15O4正极材料.分别从磁力搅拌混合的搅拌速率与时间,以及空烧、锂化工艺的影响因素出发,探讨了不同条件下合成前驱体Ni0.5Mn1.5(CO3)2、中间产物Ni3Mn7Ox及终产物LiNi0.5Mn1.5O4的结构与形貌.对得到的正极材料LiNi0.5Mn15O4进行电化学性能测试,结果表明:添加非离子活性剂PVP后,慢速下磁力搅拌时间4h,控制反应温度200℃,反应时间30 min时得到的前驱体结构均匀,并通过空气中500℃处理(1℃/min),800℃条件下在LiOH∶Li2NO3=1∶2(摩尔比)中锂化5h,以0.5℃/min降温速率得到的正极材料LiNi0.5Mn1.5O4具有最优的电化学性能.在0.1 C条件下放电比容量可达到150 mAh/g以上,且倍率性能和循环稳定性好.