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LiCoO2由于容量高,可逆性和倍率性好等优点成为商品化锂离子电池的主要正极材料,但LiCoO2其成本较高,而且钴有毒,人们努力寻找一种可替代LiCoO2的材料。对可能作为LiCoO2替代材料的LiNiO2和LiMnO2进行了广泛而深入地研究,虽然在许多方面取得了很大进展,但仍然存在各种问题而不能实际应用。近年来,以Ni、Mn为主的固溶体材料具有优于LiNiO2和LiMnO2材料的特点,其已经成为正极材料领域的一个重要研究方向。本文选取具有层状结构的LiMn1/2Ni1/2O2为研究对象,对其合成和改性进行了详细研究。分别用sol-gel法和共沉淀法合成了LiNi1/2Mn1/2O2材料,由于共沉淀法合成材料性能更好,因此重点研究了共沉淀法合成工艺。研究出双氧水氧化共沉淀法制备LiNi1/2Mn1/2O2前躯体的新方法。利用双氧水把2价锰氧化为4价锰,得到了化学计量比的前躯体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重-差热分析(TG-DTA)、X射线光电子谱(XPS)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等多种测试研究了超声波预处理、反应温度、反应时间、冷却方式等对材料结构和电化学性能的影响,优化了合成工艺。进一步地,尝试了对材料进行Al掺杂改性。实验结果表明:以双氧水为氧化剂、氢氧化锂为锂源,锂与镍锰摩尔比为1.05:1,900℃下煅烧9小时后经淬冷制备的LiMn1/2Ni1/2O2样品电化学性能最好,在2.8 ~ 4.6V之间,0.5C的放电倍率下其可逆容量达145 mAh·g-1左右,40次循环后容量保持在140 mAh·g-1左右。1.5C的放电比容量为104.62 mAh·g-1。XRD和SEM分析表明,材料为标准的α–NaFeO2层状结构固溶体,产物为均匀的球形颗粒,粒径范围在150 ~ 300 nm之间。XPS分析表明,材料中Ni、Mn元素分别主要以+2价和+4价存在。通过Al掺杂,材料的比容量和循环性能均没有得到有效改善,而且使电池的电化学阻抗增加。