付春明，叶学海，张晓波，于晓微，夏继平

（中海油天津化工研究设计院，天津 300131）

电池材料

镁掺杂对锰酸锂结构和性能的影响

付春明，叶学海，张晓波，于晓微，夏继平

（中海油天津化工研究设计院，天津 300131）

采用高温固相法合成不同镁元素掺杂量的尖晶石型锰酸锂。X射线衍射（XRD）表征结果表明，样品都具有尖晶石结构，无杂质相。扫描电镜（SEM）表征结果显示，掺杂前后所有样品的颗粒大小和形貌差别不大。对样品进行电化学性能测试，结果表明：当LiMgxMn2-xO4中镁的掺杂量x=0.09时，样品具有较佳的电化学性能，首次放电比容量为110.5 mA·h/g，在55℃1 C充放电循环50次后容量保持率为91.22%。

锰酸锂；镁；掺杂；电化学性能

锂离子二次电池正极材料锰酸锂具有原料资源丰富、价格低廉、无毒无污染等优点，因此成为被广泛看好的锂离子电池正极材料之一［1］。但是，由于锰溶解和姜-泰勒效应（Jahn-Teller effect）的存在，使其存在充放电循环中比容量下降快，尤其是高温性能差的问题［2-5］，限制了其进一步的推广使用。目前，改善尖晶石型锰酸锂电化学性能的途径主要有离子掺杂改性［6-7］和表面包覆改性［8-9］两种。笔者采用氧化镁为镁源，对尖晶石型锰酸锂进行掺杂改性，以改善其高温循环性能。通过对合成材料的各项性能指标进行分析表征，研究了掺杂比例对改性尖晶石型锰酸锂结构和性能的影响。

1 实验部分

1.1 样品制备

采用高温固相法制备锂离子电池正极材料尖晶石型锰酸锂。按照化学计量比称取一定量电解二氧化锰、氢氧化锂和氧化镁进行配料，球磨6 h混匀后放入匣钵，在箱式电阻炉内升温至800℃焙烧18 h，然后自然冷却，产物经粉碎制得镁掺杂改性的尖晶石型锰酸锂正极材料。……