杜 柯 黄 霞 杨 菲 胡国荣 彭忠东

(中南大学冶金科学与工程学院，长沙 410083)

锂离子电池正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的酸浸改性研究

杜 柯 黄 霞＊杨 菲 胡国荣 彭忠东

(中南大学冶金科学与工程学院，长沙 410083)

为提高锂离子电池正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的首次充放电效率，对固相法合成的该材料进行了酸浸的改性研究。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所得样品的结构、形貌进行了表征。结果表明，Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2经过酸处理后，首次放电效率得到了较大的提高，但是放电中值电压明显下降。其中，0.5 mol·L-1的硝酸浸泡5 h的效果最佳，首次放电效率达到了86.7%，同时放电容量达到最大值的循环次数大大减少。酸浸改性的原因被归结于材料表面出现了富锂尖晶石结构Li4Mn5O12相。

锂离子电池；正极材料；固相法；酸浸

锂离子电池在现代社会的应用越来越广泛和重要。在锂离子电池产品组成成分中，正极材料占据着最重要的地位，正极材料的好坏，直接决定了锂离子电池产品的性能指标[1]。富锂锰基固溶体材料是一种新型正极材料，可用通式xLi[Li1/3Mn2/3]O2· (1-x)LiMO2来表达，其中M为过渡金属，0≤x≤1。它的结构类似于LiCoO2，当首次充电电压超出常规锂离子电池上限电压时，这种富锂锰基固溶体材料会在4.5 V左右出现一个充电平台，从而产生超出按层状材料中过渡金属元素氧化还原计算获得的容量，可达200 mAh·g-1以上[2-4]。而且由于材料中使用了大量的Mn元素，与LiCoO2和三元材料Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2[5-6]相比，不仅价格低，而且安全性好、对环境友好。因此xLi[Li1/3Mn2/3]O2·(1-x)LiMO2材料被众多专家学者视为下一代锂离子电池正极材料的理想之选[7-8]。……