阴阳离子Ti^(4+)与PO4_(F)^(3-)共掺杂的富锂锰基正极材料的改性研究OA

富锂锰基正极材料xLi_(2)MnO_(3)·(1-x)LiTMO_(2)(TM=Ni,Co或Mn)具有高比容量和高电压等优势,是极具潜力的锂离子电池正极材料,但存在首次库仑效率低、容量和电压衰减快等问题,这限制了其商业化应用。本文提出通过Ti^(4+)和阴阳离子共掺杂对富锂锰基氧化物Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2)进行改性。一方面,Ti^(4+)掺杂可以优化Li^(+)扩散路径,加快Li+扩散速率,进而提升材料的循环性能和倍率性能;另一方面,掺杂能改变材料的电子结构,削弱过渡金属-氧(TM—O)键的共价性,抑制晶格氧的不可逆损失,稳定材料结构。表征结果显示,共掺杂使材料晶格发生膨胀,Li+扩散系数增大。电化学测试表明,改性后的材料在1 C倍率下循环400次后容量保持率可达89.5%,显著高于未掺杂的原始材料;在5 C高倍率下,比容量仍能达到139.5 m Ah·g^(-1),展现出良好的倍率性能。本文研究为高性能锂离子电池富锂锰基正极材料的改性提供了一种有效的阴阳离子共掺杂策略。