高電壓鎳錳酸鋰正極材料的合成與電化學機理

編號：NMJS09275

篇名：高電壓鎳錳酸鋰正極材料的合成與電化學機理

作者：李美萱 成建鳳 黃國勇 徐盛明 郁豐善 翁雅青 曹才放 溫嘉瑋 王俊蓮 王春霞 顧斌濤 張袁華 劉斌 王才平 潘劍明 徐澤良 王翀 王珂

關鍵詞： 鋁摻雜鎳錳酸鋰 電化學 復合材料 分子模擬 高電壓

機構： 中國石油大學（北京）新能源與材料學院 江西耐華環(huán)�？萍加邢薰�司 清華大學核能與新能源技術研究院 江西省君鑫貴金屬科技材料有限公司 江西省科學院 江西理工大學 北京科技大學土木與資源工程學院 浙江微通催

摘要： 尖晶石型鎳錳酸鋰(Li Ni0.5Mn1.5O4)正極材料的工作電壓平臺為4.7V (vs.Li/Li+),是目前輸出電壓最高、成本較低且環(huán)保的鋰離子電池正極材料。本文采用水熱法制備了鋁摻雜的鎳錳酸鋰(Li Ni0.45Al0.05Mn1.5O4,簡稱Al@LNMO)樣品,并通過密度泛函理論計算研究了摻鋁對鎳錳酸鋰電化學特性的影響。DFT計算結果表明,鋁摻雜可以降低鎳錳酸鋰的帶隙,提高其電導率。XRD和FTIR表征證明,合成的Al@LNMO的晶體結構為F3dm。此外,電化學循環(huán)測試表明,Al@LNMO在25℃和50℃溫度下、1C倍率下的初始比放電容量分別為137.1m Ah/g、138.0m Ah/g;經過100次循環(huán)后,其容量保持率分別為82.9%和79.1%;并且,Al@LNMO在50℃下的容量保持率與在25℃下的容量保持率相近。這表明Al@LNMO具有良好的高溫穩(wěn)定性。