Li［Ni1/2Mn1/2］O2的制备及电化学性能研究

郭西凤，许 寒，赵庆云，郅晓科，何爱珍，章 甦

（中海油天津化工研究设计院，天津 300131）

科学技术的发展推动了现有各种化学电源的改进和新型化学电源的产生。同时对小体积、轻质量、高能量、高功率、无污染、长寿命电池的要求日益迫切，从而促进新的化学电源不断涌现。新型电器的大规模使用，对电池性能提出了越来越高的要求，正极材料作为锂离子电池组成中的一个重要部分，直接决定了电池体系性能的优劣。

层状锂锰正极材料LiMnO2放电容量可达190 mA·h/g以上，被认为是很有发展前景的正极材料［1-2］。但是其中的Mn3+很不稳定，难以对晶体结构起到稳定支撑作用，严重影响了其电化学性能的发挥。研究表明，通过掺入半径和价态与Mn3+相近的Ni，可以有效提高LiMnO2的结构稳定性和循环性能，由此，系列正极材料LiNixMn1-xO2成为人们研究的热点［3-5］。

笔者采用制备成本较低的前驱体碳酸盐共沉淀法制备了具有层状结构的锂离子电池用正极材料Li［Ni1/2Mn1/2］O2，并对其进行了相应的表征及电化学性能测试。

1 实验部分

1.1 Li［Ni1/2Mn1/2］O2的合成

采用共沉淀法制备 Mn0.5Ni0.5（CO3）2前驱体。 在常温常压下，按化学计量比 1∶1 将 Ni（NO3）2·6H2O、Mn（NO3）2配成混合溶液，将 1.5 mol/L 的 Na2CO3溶液和1 mol/L的NH3·H2O混合均匀。将两种溶液并流加入到反应器中进行反应，控制体系pH为11，制得 Mn0.5Ni0.5（CO3）2沉淀。 将沉淀物在 80 ℃干燥，按照一定比例加入锂盐研磨混合，压片，在480℃预烧结3 h。将预焙烧产物再研磨、压片，在950℃焙烧12 h，得到锂离子电池正极材料。

1.2 模拟电池体系的组成

将合成的样品、炭黑和黏结剂按质量比90∶5∶5涂布，制作正极极片，以金属锂片为负极，以美国Celgard2400为隔膜，在手套箱中组装模拟电池。……