编号：NMJS09275
篇名：高电压镍锰酸锂正极材料的合成与电化学机理
作者：李美萱 成建凤 黄国勇 徐盛明 郁丰善 翁雅青 曹才放 温嘉玮 王俊莲 王春霞 顾斌涛 张袁华 刘斌 王才平 潘剑明 徐泽良 王翀 王珂
关键词：铝掺杂镍锰酸锂 电化学 复合材料 分子模拟 高电压
机构：中国石油大学（北京）新能源与材料学院 江西耐华环保科技有限公司 清华大学核能与新能源技术研究院 江西省君鑫贵金属科技材料有限公司 江西省科学院 江西理工大学 北京科技大学土木与资源工程学院 浙江微通催
摘要：尖晶石型镍锰酸锂(Li Ni0.5Mn1.5O4)正极材料的工作电压平台为4.7V (vs.Li/Li+),是目前输出电压最高、成本较低且环保的锂离子电池正极材料。本文采用水热法制备了铝掺杂的镍锰酸锂(Li Ni0.45Al0.05Mn1.5O4,简称Al@LNMO)样品,并通过密度泛函理论计算研究了掺铝对镍锰酸锂电化学特性的影响。DFT计算结果表明,铝掺杂可以降低镍锰酸锂的带隙,提高其电导率。XRD和FTIR表征证明,合成的Al@LNMO的晶体结构为F3dm。此外,电化学循环测试表明,Al@LNMO在25℃和50℃温度下、1C倍率下的初始比放电容量分别为137.1m Ah/g、138.0m Ah/g;经过100次循环后,其容量保持率分别为82.9%和79.1%;并且,Al@LNMO在50℃下的容量保持率与在25℃下的容量保持率相近。这表明Al@LNMO具有良好的高温稳定性。
