基于Mn3+浓度和形貌控制的高性能LiNi0.5Mn1.5O4正极材料

罗英; 王勇; 郭满毅; 薛志民; 刘雯; 晏莉琴; 解晶莹; 闵凡奇

引用本文:	罗英,王勇,郭满毅,薛志民,刘雯,晏莉琴,解晶莹,闵凡奇.基于Mn3+浓度和形貌控制的高性能LiNi0.5Mn1.5O4正极材料[J].上海航天,2020,37(2):46-53.

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基于Mn3+浓度和形貌控制的高性能LiNi0.5Mn1.5O4正极材料

罗英¹,王勇¹,郭满毅^1,3,薛志民^1,4,刘雯¹,晏莉琴¹,解晶莹¹,闵凡奇²

1.上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室，上海200245;2.上海动力储能电池系统工程技术有限公司，上海200241;3.西北工业大学材料学院，陕西西安710072;4.燕山大学环境与化学工程学院，河北秦皇岛066004

摘要:

为了改善高电压镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)材料的电化学性能，提出利用退火热处理过程调控Mn³⁺含量和材料形貌来制备LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。LiNi0.5Mn1.5O4材料的电性能是材料结构、形貌等多因素影响的结果。退火热处理有助于Mn³⁺氧化成Mn⁴⁺，实现Mn³⁺含量调控。退火后材料的空间结构由Fd3m向P4332转变，且具有微米级多面体形貌，有效提高了循环稳定性和放电平台。研究表明:700 ℃退火保温15 h合成的材料在20 C下具有118 mAh.g^-1放电比容量，循环100次容量保持率提高到92.8%。因此，通过优化Mn³⁺含量、控制材料形貌可以实现高性能LiNi0.5Mn1.5O4材料制备。

(1.State Key Laboratory of Space Power‑Sources Technology, Shanghai Institute of Space Power‑Sources, Shanghai 200245, China;2.Shanghai Power and Energy Storage Battery System Engineering Technology Co., Ltd., Shanghai 200241, China;3.School of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, Shaanxi, China;4.School of Environmental and Chemical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, Hebei, China)