关键词：锂离子电池;富锂正极材料;微观结构;电化学性能;Lithium ion battery;Li-rich cathode material;Micro-structure;Electrochemical property
摘 要：采用喷雾干燥法制备了xLi[Li1/3 Mn2/3] O2-(1-x)LiNi5/12Mn5/12 Co2/12O2(0≤x≤0.8)系列富锂层状固溶体正极材料,并通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(xPS)、电化学阻抗测试(EIS)以及充放电测试等多种手段研究了样品组分中Li2 MnO3含量变化对材料结构及电化学性能的影响.研究发现,材料的微观结构随着Li2MnO3含量的增加而逐渐发生转变.当x≤0.2时,样品的微观结构与其母体材料LiNi5/12 Mn5/12 Co2/12O2相似;而当x≥0.4时,样品的微观结构与Li2 MnO3有很高的相似性.当x=0.3时,材料表现出两相共存的特征.HRTEM结果显示,随着Li2 MnO3含量的增加,样品中过渡金属原子的排列逐渐由长程有序转变为长程无序而短程有序,并且在高Li2 MnO3含量的样品中观察到了金属阳离子混排的现象.充放电测试结果表明,当x≤0.6时,材料的放电比容量随着x的增加而增加;当x＞0.6时,其放电比容量则随着x的增加而下降;当x=0.6时,放电比容量最高,室温及高温(50℃)下分别为260和304 mA·h/g.EIS研究结果表明,这种微观结构上由有序向无序的转变会导致材料电荷转移阻抗的增加,进而影响材料的电化学性能.