吴保明 叶乃清＊,,2 马 真 韩建峰 徐 东

(1桂林理工大学材料科学与工程学院，桂林 541004)

(2有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，桂林 541004)

0 引 言

锂离子电池具有质量轻，能量密度高，循环寿命长等许多优点，其应用范围不断扩大[1-4]。现代社会尤其是电动车的发展对低成本高性能锂离子电池的需求在不断增加。正极材料对锂离子电池的电化学性能、安全性能和成本均有重要影响。已经商品化的LiCoO2和LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2虽然具有良好的电化学性能，但其安全性能较差，所含的钴元素资源匮乏，价格昂贵[2-3]；LiMn2O4虽然价格便宜，安全性能好，但循环和存储性能较差[2]；LiFePO4具有结构稳定，安全性好，资源丰富，原材料成本低等优点，但其锂离子扩散系数和电子电导率较低，低温性能差，合成过程中Fe2+极易被氧化成Fe3+，需要用惰性气体保护，合成产物的一致性差[5-8]。这些正极材料由于各自存在的问题，且放电比容量都不高，难以满足电动车用动力电池的要求。

富锂层状正极材料x Li2MnO3-(1-x)LiMO2(M=Ni、Co、Mn、Mn1/2Ni1/2、Ni1/3Mn1/3Co1/3等)是近几年发展起来的一类新型锂离子电池正极材料，其中的过渡金属元素主要是锰，不含钴或者只含少量的钴，这类材料具有原料来源丰富、成本低、放电比容量高(200～300 mAh·g-1甚至更高)等许多优点，可广泛应用于包括电动车用动力电池在内的各种锂离子电池，是极具发展潜力的锂离子电池新型正极材料[9-10]。早在1997年Numata等[11]就报道了Li2MnO3-LiCoO2固溶体材料，其超高的放电比容量(280 mAh·g-1)很快引起了人们的关注。随后Johnson等[12]合成出了 Li2MnO3-LiMnO2，Ammundsen 等[13]合成出了 Li2MnO3-LiCrO2，Tabuchi等[14]合成出了 Li2MnO3-LiFeO2，它们都表现出了超过LiCoO2的放电比容量。……