摘要：LiNixMn2-xO4(x=0、0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5)和LiNi0.55Mn1.35V0.1O4粉末制备,作为锂离子电池的正极材料进行系统研究.X射线衍射(XRD)图谱和扫描电镜(SEM)图谱对其进行表征,研究其形貌和结构.在室温下以0.5C的电流对其进行恒流充放电测试、倍率性能测试以及阻抗特性测试,将测试结果进行比较,分析导致相应结果的原因.对实验数据汇总处理并分析,结果表明:Ni的掺杂对于尖晶石LiMn2O4的电流0.5C下循环稳定性有较大提升,LiNixMn2-xO4(x=0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5)对应的百圈保持率分别为98.3％、96.1％、96.4％、88.0％、97.4％、98.16％,倍率性能则随着掺杂量的提升先升后降,以x=0.3的掺杂量最为适宜,在0.5C、1C、2C、4C、8C的电流下都表现出最好的倍率性能.超过x＞0.5的Ni掺杂量使尖晶石LiMn2O4的晶格结构出现混排,Ni2+占据了Li+的位置,使得结构稳定性下降,导致LiNi0.55Mn1.35V0.1O4的首圈放电比容量较低,只有115.6mAh·g-1,低于未掺杂的LiMn2O4的首圈放电比容量.另外LiNi0.55Mn1.35V0.1O4的倍率性能也较差,在8C的电流充放电下,容量几乎衰减为0.这说明Ni的掺杂量过高不利于尖晶石LiMn2O4的电化学性能的提升.
