周 伟，陈彦逍，郭孝东，向 伟

（1.四川大学，四川成都610065；2.成都理工大学）

近年来，新兴智能电子产品及电动汽车市场的快速发展对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2作为新一代高容量活性材料展现出诱人的发展前景［1-3］。但是，目前该材料仍然难以大规模商业化，这主要是受该材料在充放电过程中晶体结构会向尖晶石/岩盐相不可逆转变、容量衰减严重、循环电压持续衰减严重等缺陷的影响。元素掺杂作为一种改变材料内部结合力、晶体结构等各种物理特性的方法，早已被证明是应对以上材料缺陷的有效改良方案［4］。

Nayak 等［5］探 究 了 不 同 量 的 Al取 代Li1.2Ni0.16Mn0.56Co0.08O2材料的Mn元素后形成的3种新材料的电化学性能和微观结构，结果显示所有Al掺杂后的材料均有少量的容量损失，但是它们的循环容量保持率和循环电压保持率都有很大提升，作者认为这主要是因为Al掺杂能抑制原材料内部结构由层状向尖晶石相转变。Wang等［6］考察了Ti4+、Mg2+、Co3+等掺杂对Li1.2Mn0.6-0.5xNi0.2-0.5xMxO2首次充电和可逆容量的影响，结果显示Co3+掺杂可以显著提升富锂材料的失氧从而提升其容量。由于Li1.2Ni0.2Mn0.6O2本身不含Co元素，对于此材料引入Al3+会对其容量和循环性能带来怎样的变化，尤其是当铝对镍和锰两种过渡金属元素部分取代后会对氧的离域能力或Li+脱嵌能力造成何种影响，值得深入研究。

据文献报道，铝作为电化学惰性元素，对富锂材料掺杂后容易占据锂层的Li位和过渡金属层的Mn位，因为Al3+半径（5.35 nm）与Mn4+半径（5.3 nm）较为接近［7］。……