宋植彦，谢 凯，郑春满

（国防科技大学航天与材料工程学院，湖南 长沙 410073）

自日本索尼公司1990年以LiCoO2作为正极材料，石墨作为负极材料的锂离子电池面世以来，全世界锂离子电池产业迅猛发展。当前，全球能源问题日益突出，各国政府从提高未来国家汽车产业竞争力，保持经济、社会可持续发展的战略高度，积极推动以电动汽车为主的新能源汽车的发展。动力电池系统是电动汽车的重要组成部分，直接影响着电动汽车的起动、加速、行驶里程等多项性能，因此，锂离子电池作为动力能源电池正在受到广泛的关注。在动力能源领域的应用，要求锂离子电池具有较高的能量密度、较低的生产成本，最重要的是安全性[1-2]。尖晶石型LiMn2O4正极材料因其晶体结构中锂离子嵌入、脱嵌速率较快和无毒、成本较低等优点，成为目前动力电池研究开发的重点[3]。由于尖晶石LiMn2O4材料在使用过程中存在Jahn-Teller效应[4-5]、锰离子在电解液中歧化反应及溶解[6-7]等问题，导致材料的电化学循环性能比较的差。针对这个问题，目前研究较多的就是对其进行离子掺杂与表面包覆改性[8]。

由于动力电池的应用要求电池功率性能好，工作电压较高，因此，为了改善尖晶石锰酸锂正极材料循环稳定性较差的问题，以及提高材料的放电电压，目前的研究主要集中在金属离子掺入替代部分锰离子，制备新的尖晶石型正极材料。不同元素掺杂后尖晶石LiMxMn2－xO4（M=Ni,Co,Cr,Cu等）正极材料的电压变化会发生变化[9]，掺入镍离子的尖晶石锰酸锂材料表现出较好的循环性能，镍离子掺杂研究中，LiNi0.5Mn1.5O4是目前尖晶石锰酸锂掺杂改性研究中最为广泛的。……