郑寿红，李 伟，姜茗浩，闫小童，侯育花，陶小马

(1. 南昌航空大学 材料科学与工程学院，南昌 330063； 2. 广西大学 物理科学与工程技术学院，广西 南宁 530004)

0 引 言

能源作为人类生产生活的基石与保障，是社会繁荣与发展的重要推动力。然而随着人口数量、能源消耗的增加以及化石燃料的枯竭和生存环境的日益恶化，迫使人们不断发展新型能源材料及储能材料[1]。锂离子电池因具备较高的工作电压、能量密度、输出功率以及对环境友好等特点[2]而受到广泛关注。自从Sony公司上个世纪九十年代，首次将LiCoO2作为正极材料的锂离子电池成功商业化之后，锂离子电池进入了飞速发展的时期。紧接着以尖晶石型LiMn2O4、橄榄石型LiFePO4和硅酸盐类Li2FeSiO4等作为正极材料的锂离子电池也相继被发明与应用[3-4]。其中硅酸盐类正极材料Li2MSiO4(M = Mn, Fe, Co)因为具有高放电比容量(理论比容量高达330 mAh/g)[5]、主体结构稳定性(具有稳定的Si-O共价键)[6]等特点而受到广泛关注。

然而，硅酸盐类正极材料Li2MSiO4(M = Mn，Fe，Co)在电化学特性和循环稳定性等方面的不足限制了其进一步发展。Dominko等[5]采用溶液-凝胶法合成了Li2MnSiO4正极材料，其最大的特点就是具备高的理论放电比容量(高达330 mAh/g)，但是较差的导电特性和循环稳定性限制了其发展。研究表明Li2MnSiO4具有较差的循环稳定性主要归因于脱锂过程中非晶化现象的发生[7]以及Mn3+/4+离子的Jahn-Teller效应[8]。对于Li2FeSiO4正极材料，其最大特点是具备较好的循环稳定性，但是其实际放电比容量在首次充放电循环时只有165 mAh/g，并最终稳定在140 mAh/g[9]，这与理论放电比容量330 mAh/g相差较大，较大程度上限制了Li2FeSiO4成为高性能锂离子电池正极材料。……