新型复合共沉淀法制备高能量/高功率型锂离子二次电池用5 V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4及其电化学性能

朱智 其鲁 李卫 廖细英

引用本文: 朱智, 其鲁, 李卫, 廖细英. 新型复合共沉淀法制备高能量/高功率型锂离子二次电池用5 V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4及其电化学性能[J]. 物理化学学报, 2014, 30(4): 669-676. doi: 10.3866/PKU.WHXB201402102 shu
Citation:  ZHU Zhi, QI Lu, LI Wei, LIAO Xi-Ying. Preparation and Electrochemical Performance of 5 V LiNi0.5Mn1.5O4 Cathode Material by the Composite Co-Precipitation Method for High Energy/High Power Lithium Ion Secondary Batteries[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(4): 669-676. doi: 10.3866/PKU.WHXB201402102 shu

新型复合共沉淀法制备高能量/高功率型锂离子二次电池用5 V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4及其电化学性能

摘要:

在传统固相法的基础上开发了新型复合共沉淀法制备LiNi0.5Mn1.5O4材料. 新型复合共沉淀法采用(NH42CO3和(NH42C2O4共同作为沉淀剂,通过控制共沉淀反应条件,得到了具有均匀球形形貌的沉淀物颗粒. 再通过与饱和氢氧化锂溶液的水热反应及高温反应,最终制备出具有球形次级形貌和纯相尖晶石结构的LiNi0.5Mn1.5O4材料. 电化学测试表明,制备的LiNi0.5Mn1.5O4具有优异的电化学性能,其初始容量达到了141.4mAh·g-1. 在0.3C、1C和3C倍率下经过200 次循环后的容量分别为136.0 mAh·g-1 (96.3%)、128.6 mAh·g-1(94.4%)和113.9 mAh·g-1 (91.1%). 通过高温反应及特殊的冷却处理,LiNi0.5Mn1.5O4在4.0 V低压区平台的容量损失得到了有效抑制. 更重要的是,通过控制合成过程中的关键步骤,可实现半定量化控制材料结构中的原子有序排布程度,进而得到具有高能量密度和高功率密度的两种LiNi0.5Mn1.5O4材料,其能量密度和功率密度分别达到了648.6 mWh·g-1和7000 mW·g-1以上.

English

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  • 发布日期:  2014-03-31
  • 收稿日期:  2013-11-19
  • 网络出版日期:  2014-02-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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