升温速率对高电压正极材料LiNi_（0.5）Mn_（1.5）O_4晶粒形貌及电化学性能的影响.pdfVIP

第26卷第2期 中国有色金属学报 2016年2月 Volume26Number2 TheChineseJournalofNonferrousM etals F曲mary2016 文章编号：1004．0609(2016)02-0347—07 升温速率对高电压正极材料LiNi0．5Mn1．5O4 晶粒形貌及电化学性能的影响 冯福山 ，一，方海升 ， ，杨 斌 ，一，马文会 ，一，戴永年 1,2,3 (1．昆明理工大学 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，昆明 650093 2．昆明理工大学 冶金与能源工程学院，昆明650093； 3．昆明理工大学 真空冶金国家工程实验室，昆明 650093) 5Mn1 摘 要：采用低温固相法合成LiNi0．5Mn1． 5O4正极材料，考察升温速率对LiNi0． ． 5O4正极材料结构、晶粒尺寸 和形貌以及电化学性能的影响。结果表明：升温速率对 LiNi0l5Mn】．504正极材料的晶粒形貌和电化学性能有重要 的影响。当升温速率为 10~C／min时，LiNi0．5Mn】．504的晶粒尺寸较小，形貌不规则，电化学性能不理想；当提高 升温速率到20~C／min时，LiNi0．5Mn1．504的晶粒尺寸变大，同时大部分的晶粒形貌变成规则的八面体状，样品不 仅容量高而且具有非常优异的倍率性能；当继续提高升温速率到 30℃ra／in时，样品的晶粒尺寸基本不变，但表 面出现破碎，破坏了晶粒八面体的完整性，样品的容量和倍率性能降低。因此，在低温固相合成时，升温速率控 制是～种调控LiNi0l5Mn】．504正极材料晶粒形貌和电化学性能非常简单而有效的方法。 关键词：锂离子电池；正极材料；LiNio．5Mn】．5O4；升温速率 中图分类号：TM912．9 文献标志码：A 近年来，一类具有高电压 的尖 晶石型正极材料 化都会影响 LiNi0．5Mnl-5O4材料的电化学性能[14-25]， LiMxMn204(M=Cr、Co、Fe、Ni、Cu)引起了广泛的 显然这些因素都与制各方法和制备条件有关。 5M n1 关注 【卜。其中，LiNi0 5O4正极材料具有4．7V的 FANG 等 2【6]报道 了采用 低温 固相法 合成 ． ． LiNi05Mn15O4，所得材料具有很好的电化学性能。本 电压平台，理论比容量 147(mA ·／g，能量密度达到 ． 650(w-h)／kg，比传统 LiCoO2的高 20％，比LiFePO4 文作者采用该低温固相法合成 LiNi0．5Mn1．5O4正极材 的高 30％，有望成为下一代高能锂离子电池正极材 料，考察升温速率对LiNi0_5MnI-5O 正极材料的结构、 料 。