朱志红，肖雨刚

（1.洛阳职业技术学院食品与药品学院，河南 洛阳 471000；2.兰州理工大学石油化工学院，甘肃 兰州 730050）

随着锂离子电池的快速发展，锂离子电池工业对电极材料比容量的要求也越来越高[1]。材料内Li的含量和放电时的电压决定了电池的容量和电压，因此正极材料的合理选择对锂电池的产品性能非常重要。传统的正极材料如层状结构的LiCoO2，理论容量为274 mAh·g-1(实际容量仅为140 mAh·g-1左右)，橄榄石结构的LiFePO4的理论容量为170mAh·g-1，尖晶石结构的LiMn2O4的理论容量约为148mAh·g-1，均不能满足动力锂离子电池对能量密度(400Wh·kg-1)的要求[2]。所以，提升正极材料的能量密度一直是科研工作的重点。THACKERAY等人[3-5]提出了Co与Ni共掺杂的富锂固溶体xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0＜x＜1，M=Co和Ni)，其中的Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2凭借高比容量(＞250 mAh·g-1)的优势[6-9]，吸引了众多研究者的关注。但Co元素的使用大大增加了电池成本，因此合成低成本、高比容量的无钴富锂固溶体正极材料非常迫切。

富锂xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0＜x＜1，M=Fe和Ni)材料具有高比容量(约250mAh·g-1)、低成本和环境友好等优点[10-11]，是理想的高比容量、低成本的富锂固溶体正极材料。TABUCHI等人[12]采用Fe掺杂Li2MnO3来减少阳离子混排，提高正极材料的循环稳定性。Ni2+具有2个电子电荷补偿机制，可显著提高可逆脱嵌Li+。Li+的半径(0.076nm)和Ni2+的半径(0.069nm)相近，可以减少过渡金属层中的Li+，减缓材料向尖晶石转化，采用Fe与Ni共掺杂[13]，能兼顾Li2MnO3的循环稳定性和材料的可逆容量。元素的含量及比例的变化可以改变材料结构的晶胞常数[14-15]，从而影响材料的电化学性能，同时纳米颗粒不仅能提高材料的导电性能和锂离子的扩散速率，还能增加材料活性物质的整体利用率，从而提升材料的倍率性能[16-17]。……