富锂锰正极材料中锰含量调控对其结构和电化学性能的影响

摘要

本研究通过调控富锂锰材料中Mn的含量对材料的电化学性能进行优化,采用简单高效的喷雾干燥结合高温煅烧制备了Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54+x)O_(2)(x=0~0.15)富锂锰正极材料,研究了Mn含量对材料的结构和首次库伦效率、循环性能、倍率性能及电压衰退等电化学性能的影响。发现Mn含量提高可在材料中生成一种具有高结构稳定性的Li_(4)Mn_(5)O_(12)尖晶石相,可有效提高材料的首次库伦效率和循环性能,随Mn含量的增加,材料的首次库伦效率和循环稳定性提高,但其容量有一定程度的下降。Mn含量的适量提高,对循环过程中放电电压的衰减基本没有影响,但若含量过高由于材料中尖晶石含量过高会引起较大的电压下降。本研究给出了优化的富锂锰正极材料成分,分析了相应电化学性能提高的机理。