D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2013.01.020 第35卷第1期 北京科技大学学报 Vol.35 No.1 2013年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2013 高容量正极材料Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2的倍率 性能 高敏，连芳四，仇卫华，杨王玥 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 ☑通信作者，E-mail:lianfang@mater.ustb.edu,cn 摘要采用碳酸盐共沉淀工艺，通过控制结晶合成了显微形貌呈现较大差异的LiLio,17Mno.5sNio.25O2样品，并对样品 进行了X射线衍射、高分辨透射电镜、场发射扫描电镜分析以及恒电流充放电和交流阻抗测试.合成的LiLi0.17Mo.58一 Nio.25O2材料均具有良好的结晶度，可标定为a-NaFeO2结构（空间群R3m).其中，具有一次颗粒沿六方棱柱长轴方向 形成“簇形”团聚的材料比其他样品具有优异的倍率性能，在电压范围为2.5~4.8V,倍率分别为0.5C、1.0C和3.0C时， LiLio.17Mn0.58Ni0.25]02材料首次放电比容量分别达到205.4、195.5和158.5mAhg1,100次循环后放电比容量保持 在203.5、187.2和151.2mAhg,容量保持率分别为99%、96%和95%.LiLi0.17Mno.58Ni0.2502材料特殊的颗粒团聚 状态降低了界面的电荷转移阻抗，材料的倍率性能显著提高.同时，文中对LiLi0.17Mno.s8Nio.25O2材料在不同截止电 压下的电化学性能进行了对比分析. 关键词锂电池：正极材料；倍率性能：循环性能 分类号TM912.9 Rate capability of LiLio.17Mno.58Nio.25]O2 as high-capacity cathode materials GAO Min,LIAN Fang,QIU Wei-hua,YANG Wang-yue School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:lianfangmater.ustb.edu.cn ABSTRACT A carbonate co-precipitation method was used to synthesize LiLio.17Mno.58Nio.25O2 samples with different morphologies via controlling the crystal process.The LiLio.17Mno.s8Nio.25]O2 samples were characterized by X-ray diffraction (XRD),high resolution transmission electron microscopy (HRTEM),field emission scanning electron microscopy (FESEM),galvanostatic charge-discharge testing,and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).It is found that the LifLio.17Mno.sNio.25]O2 samples,with high crystallinity,can all be indexed as a a-NaFeO2 phase(space group R3m).Moreover,the sample with the hexagonal primary particles aggregated along with the long axis shows a much better rate capability than the other.Li Lio.17Mno.58 Nio.25 O2 delivers the initial discharge capacities of 205.4, 195.5 and 158.5 mA.hg,in the voltage range of 2.5~4.8 V at the rates of 0.5C,1.0C and 3.0C,respectively.After 100 cycles,the discharge capacities are 203.5,187.2and 151.2 mA.hg,which correspond to 99%,96%and 95%retention of their initial capacities.The special aggregated morphology of LiLio.17Mno.s8Nio.25O2 particles contributes to the reduced charge transferring impedance and the improved rate capability.Additionally,the electrochemical properties of the materials in different potential windows were also comparatively studied. KEY WORDS lithium batteries;cathode materials;rate capability;cycling performance 收稿日期：2012-03-12 基金项目：国家高技术发展计划资助项目(2009AA03Z226):国家自然科学基金资助项目(50702007)：中央高校基本科研业务费资 助项目(FRF-MP-12-005B)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 高容量正极材料 【 」 的倍率 性能 高 敏 ‚连 芳困‚仇 卫华‚杨 王明 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京 困 通信作者‚ 一 无 摘 要 采用碳酸盐共沉淀工艺‚通过控制结晶合成了显微形貌呈现较大差异的 。‘」 样品‚并对样品 进行了 射线衍射、高分辨透射电镜、场发射扫描电镜分析以及恒电流充放电和交流阻抗测试 合成的 一 材料均具有良好的结晶度‚可标定为 一 结构 空间群 阴 其中‚具有一次颗粒沿六方棱柱长轴方向 形成 “簇形 ” 团聚的材料 比其他样品具有优异的倍率性能‚在 电压范围为 、 ‚倍率分别为 。 、 和 时‚ 【 。石 。忍 材料首次放电比容量分别达到 、 和 一 ··一‚ 次循环后放电比容量保持 在 、 和 ··一‘‚容量保持率分别为 、 和 。 材料特殊的颗粒团聚 状态降低了界面的电荷转移阻抗‚材料的倍率性能显著提高 同时‚文中对 材料在不同截止电 压下的电化学性能进行 了对 比分析 关键词 锉 电池 正极材料 倍率性能 循环性能 分类号 一 八。械 ‚石从 万 。困‚ 了“ 叭 一 ‚以 万 肠 叩一‚。。 ‚ 毛 ‚ ‚ ‚ 困 ‚ 一 忍 ￡ ‘〕 ‚ 【 。石 。忍」 、 一叮 ‚ 、 伴 ‚ 、 伴 ‚ ‚ 伴 」 ‚ ‚ 、 韶 。一 。 ‚ 眼 。卫 ‚ ··一 ‚ ‚一 ‚ ‚ ‚ ·一 ‚ ‚ 【 ‚ 叩 ‚ ‚ 收稿 日期 一 一 基金项 目 国家高技术发展计划资助项 目 国家 自然科学基金资助项 目 中央高校基本科研业务费资 助项 目 一 一 DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2013．01．020