高比容量层状富锂锰基正极材料的固溶机理与性能评价

具有高比容量、循环性能稳定、倍率性能好、成本低的动力电池材料是今后的发展趋势，层状富锂锰基多元正极材料有望达到这一要求。本研究采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备前驱体、用高温固相反应法合成富锂锰基多元正极材料，合成的正极材料比容量大于230mAh/g，而且其它性能稳定。本研究在工艺上进一步优化合成条件，在微观测试分析上深入研究高容量的形成原因，用Rietveld精修方法分析过量锂离子在晶体结构中的分布规律及脱出/嵌入过程的特点，分析不同含量Mn、Ni、Co固溶对正极材料比容量和性能的影响，并解决目前层状富锂锰基正极材料初始循环时不可逆容量过高的的问题。采用量子化学第一原理计算方法对设计的层状锰基正极材料进行计算，从理论上预测材料的结构与性能。由于本研究顺应了发展高容量、高性能新型动力电池的社会需求，因此有重要的理论价值和应用前景。同时结合了当地的资源优势，对推动地方经济发展有重要意义。