高电位LiNi0.5Mn1.5O4正极材料制备、电化学性能与结构相变

• 作者: 文闻 李景坤 杨轲 陆美凤 马紫峰
• 来源期刊: 储能科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: LiNi0.5Mn1.5O4 正极材料 电化学性能 结构相变 原位XRD
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 特约文章
• 页码范围: 9-17
• 页数: 9页
• 分类号: TM911
• 字数: 5529字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4239.2016.01.002

摘要

尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4因其可在4.7 V高电位下工作并有良好的循环特性,已成为最具潜力的高能量密度锂离子电池正极材料.本文首先采用喷雾干燥辅助烧结法制备了LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,考察了热处理条件对材料结构与性能的影响.用XRD、SEM和FT-IR等技术对所制备的LiNi0.5Mn1.5O4材料的结构和表面形貌进行表征,利用原位XRD技术研究了LiNi0.5Mn1.5O4正极材料在充放电过程中结构相变规律.结果表明,所制备的LiNi0.5Mn1.5O4材料均具有Fd-3m空间群的立方相尖晶石型结构,并具有优异的电化学性能,其0.1C时首次放电容量为132 mA·h/g,首轮库仑效率93.48％,高倍率下该材料的电化学性能优越.原位XRD测量结果分析表明,尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4材料在充电过程中存在4个显著的相变过程,在嵌脱锂过程中,从四面体相向立方相结构相变过程是可逆的.