无钴富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2的表面改性及电化学性能研究

无钴富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂因高比容量、低成本等优点备受关注，是极具潜力的下一代锂离子电池正极材料。然而，Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂材料存在首次库伦效率低、倍率性能差及容量衰减等问题，限制了其进一步发展。为解决此问题，采用柠檬酸溶液表面处理结合再重新煅烧方法，通过在其表面包覆一层尖晶石相，对Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂开展了表面改性研究，并对改性前后样品进行物理表征和电化学测试分析。结果表明，改性前后的Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂正极材料，形貌基本一致，均为尺寸100—400 nm的不规则颗粒，改性后的粉末颗粒边缘略有不平整。使用柠檬酸溶液表面处理后，Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂材料形成了內部为层状相、表面为尖晶石相的结构。尖晶石相的存在不仅为锂离子扩散提供了三维离子扩散通道、提高倍率性能，还可充当正极材料表面与电解液间的保护层，提高首次库伦效率，改善循环性能。改性后的Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂的首次库伦效率为92. 4%，可逆比容量为292 mAh?g^-1， 与改性前相比分别提高了13.8%和22 mAh?g^-1，并且在不同倍率下的可逆比容量和长循环容量保持率均有明显提升，表明其具有更好的倍率性能和更优的循环稳定性能。本研究提出了一种无钴富锂锰基正极材料表面改性方法，该改性方法操作简单、效果明显，可应用于不同组分的富锂正极材料，为富锂锰基正极材料的进一步发展提供了新的思路 。

Surface Modification and Electrochemical Properties of Cobalt-Free Lithium-Rich Manganese-Based Cathode Material Li1.2Ni0.2Mn0.6O2