草酸盐共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2及其电化学性能.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JanuaryActaPs．一Chim．Sin．，2010，26(1)：51—5651【Article】www．whxb．pku．edu．cn草酸盐共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0．5Mn。．502及其电化学性能卢华权吴锋苏岳锋李宁陈实包丽颖(北京理工大学化工与环境学院，国家高技术绿色材料发展中心，北京100081)摘要：使用草酸盐共沉淀法合成了LiNiJVlnO，并研究了共沉淀时的pH条件对终产物的结构、形貌及电化学性能的影响．采用x射线衍射(

2、XRD)和扫描电镜(SEM)表征了在pH值为4．0、5．5、7．0和8．5时得到的共沉淀和终产物LiNiMI1o0的结构和形貌．使用充放电实验研究了不同pH条件下得到的LiNi0~Mno．O的电化学性能．结果表明，pH为7．0时，合成的材料颗粒更小、分布最均匀，材料具有良好的层状特征，且材料中锂镍的混排程度最小．电化学测试结果印证了pH为7．0时合成的材料具有更好的电化学性能，在0．1C的倍率下，材料的首次放电比容量达到了185mAh·g～，在循环20周后，放电比容量仍然保持在160mAh·g～．X射

3、线光电子能谱(xPs)N试结果表明，pH为7．0时合成的LiNi。~Mno．sO中Ni为+2价，Mn为+4价．关键词：锂离子电池；正极材料；草酸盐共沉淀；LiNi。5~In。502；电化学性能中图分类号：0646ElectrochemicalPerformanceofLiNi0．5Mn0．502asCatllodeMaterialforLithium-IonBatteriesPreparedbyOxalateCo-Precipitati0nMethodLUHua—QuanWUFengSUYue—Fen

4、gLINingCHENShiBAOLi—YingrNationalDevelopmentCenterofHi-TechGreenMaterials,SchoolofChemicalEngineering＆Environment,BeqingInstituteofTechnology,Beijing100081，P．R．China)Abstract：Theoxalateco—precipitationmethodwasusedtosynthesizeLiNio5MIlo502．TheefectsofpH

5、onthestructure，morphology，andelectrochemicalperformanceofLiNi0~Mno5()2wereinvestigated．ThecrystalstructuresandsurfacemorphologiesoftheoxalateprecursorandLiNio&Inn5O2ob衄inedatpH=4．0，5．5，7．0，8．5werecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)andscanningelectronmi

6、croscopy(SEM)methods．TheelectrochemicalperformanceofLiNin11【l502wasevaluatedbygalvanostaticcharge／dischargetests．ResultsshowthattheLiNin5MIl05O2obtainedatpH=7．0hasasmallerparticlesize．moreuniforlTldistribution，betterlayeredcharacteristicsandasmallerdegr

7、eeofcationmixing．ElectrochemicaltestsconfirmedthatthesampleobtainedatpH=7．0hadthebestelectrochemicalperformance．At0．1Crate．itsdischargecapacityreached185mAh·g‘。atthefirstcycleandremainedover160mAh·g～afterthe20thcycle．X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)r

8、esultsindicatedthattheoxidationstatesofNiandMnintheLiNin5Mn02obtainedatpH=7．0were+2and+4，respectively．KeyWords：Lithium—ionbattery；Cathodematerial；Oxalateco—precipitation；LiNin5Mno02；．5Electrochemicalperformance自从1991年锂离子电池诞生以来，经过