Mg-Cr共掺LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料的制备及电化学性能

作     者：刘博宇 王腾飞 庞青 陈凯宇 望红玉 LIU Boyu;WANG Tengfei;PANG Qing;CHEN Kaiyu;WANG Hongyu

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：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：青海省科技国际合作专项(2022-HZ-811) 

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。