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内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区大学西街235号 邮编: 010021
作者机构:青海大学机械工程学院青海西宁810016
出 版 物:《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)
年 卷 期:2025年第14卷第3期
页 面:1097-1106页
核心收录:
主 题:LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4) 正极材料 Mg-Cr共掺杂 电化学性能
摘 要:LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)是一种具有高工作电压(4.7 V)、高能量密度(650 Wh/kg)和成本低廉优势的正极材料。然而受到电解液分解、Jahn-Teller效应和Mn溶解等因素的影响,LNMO正极材料存在容量衰减快、倍率性能差等问题。为此,本工作采用水热法制备了Mg-Cr共掺杂的LMMO材料,研究了Mg、Cr掺杂量对LNMO电化学性能的影响。结果表明,当Mg、Cr掺杂量各为2%时,LMMO电极表现出最为优异的电化学性能。其在0.1C倍率下的放电比容量为137.3 mAh/g;在1C倍率下循环200次后,容量保持率为85.74%,明显高于原始LNMO的116.5 mAh/g和51.82%。此外,Mg-Cr共掺杂的LMMO电极在0.5 C下放电容量可达121.8 mAh/g,在5 C下可达94.3 mAh/g。机理探究表明,Mg和Cr的共掺杂有利于形成无序的Fd-3m相,提高材料的电导率,降低电极电荷转移电阻。本研究提供了一种改善LNMO性能的简单策略,为高性能锂离子电池正极材料的设计提供了参考。