巩家旭 戴亚堂 鲁静华 王 伟 蒲琳钰 张 欢

(1. 西南科技大学材料科学与工程学院 四川绵阳 621010; 2. 西南科技大学理学院 四川绵阳 621010)

近年来，随着纯电动汽车和储能设备的快速发展，对锂离子电池性能要求越来越高。然而，由于安全性、储能能力等方面的限制，目前锂离子电池的性能还无法完全满足新能源产品的需求。在对高能量密度的动力电源迫切需求下，正极材料的研究开发受到研究者们的广泛重视[1]。LiNi0.5Mn1.5O4由于生产成本低、循环稳定性优越、较强的环境相容性而备受关注[2],尤其是镍锰酸锂具有4.7 V的高电压平台以及650 Wh/kg的高能量密度，且可提供快速的三维锂离子通道，具有优异的倍率性能[3-4]。然而，4.7 V高工作电压使得电解液分解生成的副反应产物损害正极材料镍锰酸锂，影响结构的稳定性，大幅度降低循环寿命[5]；在高温环境下，材料的膨胀应力增大，极大地降低了材料性能[6]。为了提高镍锰酸锂在高电压、高温下的应用性能，可以通过电化学惰性物质对材料进行包覆，从而达到对正极材料的保护作用。通常，金属氧化物被用来做包覆物，如Al2O3[7],ZnO[8],TiO2[9],ZrO2[10]等，其中ZnO因具有相对较高的吉布斯自由能[11]，在正极材料基体表面与电解液副反应产生的HF之间的反应速率相对更快，并且在高温下ZnO表现出更好的稳定性。

目前，对正极材料的包覆研究较为广泛，但关于ZnO包覆LiNi0.5Mn1.5O4高温性能研究较少。本文采用共沉淀法制备了锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4，并通过ZnO对材料进行表面包覆改性。……