水熱法制備 LiNi0．5 Mn1．5 O4 及其電化學性能的研究

孫才能，童慶松，李秀華，黃行康

(福建師范大學化學與化工學院，福建福州350007)

鋰離子電池廣泛應用于社會各個領域，如汽車、國防、航空．鋰離子電池的比容量、穩定性、導電性和安全性主要取決于正極材料，所以目前眾多學者致力于研發各種正極材料．最早商業化的鋰離子正極材料LiCoO2［1］具有較好的穩定性，但由于鈷價格昂貴且對環境的有害性，其他正極材料正試圖取而代之．LiMn2O4［2］和 LiFePO4［3］的價格相對較低，對環境危害小且資源豐富，但它們的工作電壓較低．近年來廣受關注的 LiNi0．5Mn1．5O4正極材料，其放電電壓平臺約為 4．7 V［4-6］，在電動汽車的高電壓應用時可以減少電池串聯數量，從而降低電池單體一致性的難度，有利于提高能量密度．目前，LiNi0．5Mn1．5O4材料的制備方法主要為固相法［7］．該方法操作簡單，容易大批量生產，但在制備過程中容易產生鎳錳氧雜相，影響材料的電化學性能．除固相法外，采用熔鹽法［8］、模板方法［9］和自燃法［10］均能得到較為純相的LiNi0．5Mn1．5O4，表現出良好的電化學性能．此外，溶膠-凝膠法［11］、共沉淀法［12］、噴霧干燥法［13］、超聲輔助共沉淀法［14］、電泳沉積法［15］等方法也被應用于合成 LiNi0．5Mn1．5O4，但采用水熱法合成LiNi0．5Mn1．5O4材料的報道較少．Huang［6］通過水熱法合成 LiNi0．5Mn1．5O4材料，放電比容量比較低，循環性能較差．在本文通過水熱法合成該材料，對材料進行熱處理后，全面提高了放電容量比和循環性能，并系統地研究水熱條件對 LiNi0．5Mn1．5O4電化學性能的影響．

1 實 驗

1．1 材料制備

配制濃度為0．159、0．162、0．165、0．169 g·mL-1的LiOH溶液各15 mL．將溶液逐滴地加入盛有0．007 5 mol MnSO4·H2O，0．002 5 mol NiSO4·H2O，0．007 5 mol(NH4)2S2O8的反應釜內……