张祖豪，丁晓凯，罗 冬，崔佳祥，谢惠娴，刘晨宇，林 展

（广东工业大学轻工化工学院，广东 广州510006）

自1991年索尼推出首个商用锂二次电池以来，锂离子电池就因高能量密度、无记忆效应、工作温度范围宽等诸多优势在便携式电子器件、电动汽车以及储能电站等领域应用广泛[1]。近年来新能源汽车的快速发展对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，而正极材料是实现其高能量密度的关键因素。当前较为成熟的正极材料有钴酸锂(LiCoO2)[2]、尖晶石锰酸锂(LiMn2O4)[3]、磷酸铁锂(LiFePO4)[4]和镍钴锰酸锂三元材料(LiMO2，M＝Ni、Co、Mn/Al)[5]等。但是这些传统正极材料都难以满足电动汽车等领域对锂离子电池高比能量(400 W·h/kg)的要求[6]。因此，探索一种成本低、能量密度高、安全性好的新型正极材料成为当前的一项重要任务。

近年来，富锂锰基层状氧化物(LMLOs)因具有超过250 mA·h/g 的高比容量、4.8 V 的高工作电压、低成本以及高安全性等特点，正越来越受到研究者的广泛关注。自从Numata 等[7-8]于1997 年第一次报道了富锂锰基正极材料LiCoO2-Li2MnO3以来，众多研究人员不断努力，将LMLOs 的容量不断提高。如，Zuo 等[9]制备的富锂锰基正极材料在2.0～4.8 V 的电压范围，10 mA/g 的电流密度下，首次放电比容量达到惊人的400 mA·h/g。尽管LMLOs 具有非常高的比容量，作为锂离子正极材料有着巨大的潜力，但是其仍然具有首次库仑效率低、容量和电压衰减严重以及倍率性能差等问题，而这些问题阻碍了LMLOs 在锂离子电池中的产业化应用[10]。

研究表明，导致LMLOs 首次库仑效率低的原因，一方面是首次充放电过程中释出的氧与电解液中的游离Li+发生反应生成Li2O，使材料中的Li+数量不可逆的降低，从而产生了较大的不可逆容量；……