聚乙二醇分子量对镍锰酸锂结构及性能的影响

苏 翔

(四川化工职业技术学院，四川泸州 646005)

为了减少能源的消耗，降低温室气体排放，电动汽车近几年迅速发展起来。锂离子电池组因其高能量密度、长循环寿命等优势，被广泛应用于电动汽车上。相对于燃油汽车来说，充电时间长是电动汽车的一大缺陷，提高电池倍率性能是关键[1-2]。根据工信部、财政部、科技部、发改委等四部委共同发布的新能源汽车补贴政策规定，新能源客车充电倍率3C～5C中央财政补贴系数为0.8，5C～15C补贴系数为1.0，15C以上充电倍率则补贴系数为1.1。

LiNi0.5Mn1.5O4正极材料具有约4.7 V 的高工作电压、650 Wh/kg 的高比能量，价格便宜，循环稳定性好，安全性能好[3-5]，受到研究者的广泛关注。本文采用水热法，以不同分子量的聚乙二醇为表面活性剂制备镍锰酸锂材料，对其结构性能进行详细的研究分析，探究不同分子量的聚乙二醇对所制备的LiNi0.5Mn1.5O4正极材料电化学性能的影响。

1 实验

1.1 试剂和材料制备

聚乙二醇200(PEG-200)、聚乙二醇1000(PEG-1000)、聚乙二醇4000(PEG-4000)、尿素、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、无水乙醇，由四川奥瑞特化学试剂有限公司提供(均为分析纯)；乙酸锂、硝酸镍、硝酸锰，由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供(均为分析纯)。实验用水为二次去离子水。

将2 g 聚乙二醇200(PEG-200)表面活性剂溶于20 mL 去离子水，混合搅拌均匀。将14 g尿素溶于20 mL去离子水。将3.0 g 硝酸镍、8.8 g硝酸锰溶于60 mL 乙醇水溶液(乙醇水体积比为1∶2)，搅拌混合均匀。先将金属盐溶液缓慢滴入PEG-200水混合溶液，再将尿素水溶液缓慢滴加到混合溶液中，机械搅拌1 h 后转移到200 mL 的水热反应釜中，密封后在200 ℃下高温反应8 h，自然冷却至室温。……