贾 曦,梅 艳

(乐山职业技术学院新能源工程系，四川 乐山 614000)

锂离子电池具有能量密度高，环境友好，循环寿命长，无记忆效应等优点，被广泛应用于手机、笔记本电脑、光伏发电系统和新能源汽车，成为新一代能量储存器件[1]。在国内外新能源政策的驱动下，新能源汽车的需求日益增加，开发高续航里程、安全的新能源汽车成为一项重要课题，而作为新能源汽车动力源的锂离子电池成为重中之重。目前，用于新能源汽车动力电池的锂离子正极材料主要有磷酸铁锂(LiFePO4)、锰酸锂(LiMn2O4)、和三元镍钴锰酸锂(Li(Ni,Co,Mn)O2)。

磷酸铁锂(LiFePO4)具有成本低、循环特性高、安全性高等优点，但其也有能量密度低及电子电导率低、锂离子扩散系数小、堆积密度低等缺点[2]；三元镍钴锰酸锂(Li(Ni,Co,Mn)O2)成本高，热稳定性差，大倍率放电时循环比容量衰减快[3]；锰酸锂(LiMn2O4)高温性能差，循环过程中过渡金属Mn的溶解导致容量衰减严重[4]。三种正极材料由于各自的缺点不能很好满足动力电池对高能量密度、高安全性的要求。LiNi0.5Mn1.5O4正极材料具有三维锂离子传输通道、约4.7V的工作电压、650Wh/kg的能量密度，比LiCoO2(540 Wh/kg)、LiFePO4(500 Wh/kg)高20%～30%，因此成为最有潜力的锂离子动力电池正极材料之一[5]。

1 LiNi0.5Mn1.5O4正极材料性质

尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料有两种空间群结构，一种是镍、锰离子处于16d位置混合无序排列，形成非化学计量比的LiNi0.5Mn1.5O4-δ，Li离子位于8a位置，O离子处于32e位置，属于Fd-3m空间群，如图1；另一种是镍、锰离子按化学配比有序排列，Li离子处于8c位置，Ni离子处于4a位置，Mn离子位于12d位置，O离子位于8c、24e位置，属于P4332空间群，如图2所示。……