复合材料学报

作者：李萌, 刘红雷, 郭俊明, 向明武, 刘晓芳, 白红丽, 白玮,

关键词：尖晶石型LiMn₂O₄, Li-Ni共掺, 单晶多面体, 无焰燃烧法, 焙烧温度, 正极材料, 锂离子电池,

采用无焰燃烧法在500℃反应3 h，然后分别在600、650、700和750℃二次焙烧6 h制备了尖晶石型Li_1.02Ni_0.05Mn_1.93O₄正极材料。结果表明，不同焙烧温度制备的Li-Ni共掺材料没有改变LiMn₂O₄的立方尖晶石结构，且随着焙烧温度的升高，颗粒尺寸变大，结晶性提高。二次焙烧温度为700℃的Li_1.02Ni_0.05Mn_1.93O₄单晶多面体晶粒正极材料具有111、110和100面，且电化学性能较优，在1 C倍率下初始放电比容量为108.2 mA·h·g^?1，循环500次后的容量保持率为76.8%；在5 C下首次放电比容量可达到99.0 mA·h·g^?1，1000次循环后，仍能维持72.1%的容量保持率；在10 C下仍显示出71.3 mA·h·g^?1的首次放电比容量及经500次循环后86.4%的容量保持率。并且其具有较大的Li⁺扩散系数和较小的表观活化能。Li-Ni共掺LiMn₂O₄单晶多面体材料能够有效抑制Jahn-Teller效应，减小Mn的溶解及增加Li⁺扩散通道，使材料的晶体结构稳定，提高倍率性能和循环性能。

来源：2021年第10期

《复合材料学报》期刊编辑部

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