丙烯酸用量和預燒溫度的協同關系對LiNi0.5Mn1.5O4 電化學 性能的影響

黃振德，張雪旺

(1.廣西工業職業技術學院石油與化學工程系，廣西 南寧 530001；2.廣西化工研究院有限公司，廣西 南寧 530001)

國家新能源汽車產業的戰略發展，亟需高能量密度的動力電池。鋰離子電池正極材料尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4具有高能量密度（理論值1100Wh·kg-1，實際值670 Wh·kg-1）、高工作電壓平臺（電極電勢約4.7V）、結構穩定、價廉易得、安全環保等優點，成為了動力電池正極材料的優選之一[1-3]。

LiNi0.5Mn1.5O4不同的制備方法和工藝條件，對其材料的晶型結構、形貌大小、產品純度及電化學性能有重要影響。目前常用的制備方法主要有固相法[4]、溶膠凝膠法[5-6]、共沉淀法[7]和水熱法[8-9]等，其中溶膠凝膠法能有效確保原料各組分達到原子級均勻分布狀態，具有化學均一性高等特點，因過程反應完全，且可制備得到結晶度高、晶型規則有序的高純度尖晶石材料而備受關注，但其生產工藝復雜、過程繁瑣、生產周期長、濃縮能耗大等缺點，使其無法進一步實現工業化大規模生產。

針對溶膠凝膠法使用溶劑量大、揮發濃縮時間長、熱量消耗高等不足，本文采用溶膠凝膠法改進的丙烯酸鹽自模板法，在一定pH 值條件下，丙烯酸先與硝酸鹽發生反應生成丙烯酸鹽后，再共聚反應得到聚合物自模板，具有工藝操作簡單、溶劑用量少、蒸發耗能低、生產周期短、濃縮凝膠結構穩定等優點。同時研究了丙烯酸用量與預燒溫度的協同控制，以實現復配放大效應，使自模板聚合物在高溫燒結過程中結構能保持穩定，確保原料分布均勻，從而制備出電化學性能優良的LiNi0.5Mn1.5O4正極材料?！?br>