熔盐燃烧合成LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(x≤0.07)正极材料及电化学性能

摘要

采用熔盐燃烧法制备Ni和Cr共掺杂尖晶石LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(掺杂Cr的量x≤0.07)正极材料,以改善锂离子电池正极材料的电化学性能.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对其晶体结构、微观形貌和物相组成进行表征,并利用恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对电化学性能进行研究.结果表明,样品均为单相尖晶石LiMn2O4结构,颗粒尺寸在50～100 nm.x=0.05样品具有高的Li+扩散系数和低的电荷转移电阻,表现出优良的动力学性能和电化学性能.在1 C,x=0.05样品首次放电比容量为114.3 mA·h·g-1,循环500次后的容量保持率为74.8％,即使在20和30 C的较高倍率,经过1000次长循环后,仍分别保持51.9％ 和43.1％ 的容量保持率.适量的Ni-Cr共掺杂提高了LiMn2O4的晶体结构稳定性,改善了电化学性能.