【摘 要】
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因结构的独特性,富锂锰基正极材料（LNCM）相对于其他正极材料具有比容量大、工作电压高、低成本、环境友好性的特点。但也正因此,存在容量保持率低、倍率性能差、首圈库伦效率低的缺陷。针对于此,本文采取包覆和掺杂两种方法来优化电化学性能。第一部分中,利用柠檬酸自燃烧法、采用CoAl2O4对LNCM进行表面修饰,并研究了不同CoAl2O4包覆量对LNCM电化学性能的影响。其中,3.0wt%CoAl2O4@
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因结构的独特性,富锂锰基正极材料（LNCM）相对于其他正极材料具有比容量大、工作电压高、低成本、环境友好性的特点。但也正因此,存在容量保持率低、倍率性能差、首圈库伦效率低的缺陷。针对于此,本文采取包覆和掺杂两种方法来优化电化学性能。第一部分中,利用柠檬酸自燃烧法、采用CoAl2O4对LNCM进行表面修饰,并研究了不同CoAl2O4包覆量对LNCM电化学性能的影响。其中,3.0wt%CoAl2O4@LNCM（3CoAl2O4@LNCM）表现出最佳的电化学性能,在2-4.8V、1C下循环100圈后的容量保持率为81.33%,放电中值电压降低了0.47 V,电荷转移电阻Rct由167.2Ω减小至93.06Ω,锂离子扩散系数DLi+由8.00×10-17cm~2s-1增大至1.74×10-16cm~2s-1。3CoAl2O4@LNCM表现出改善的倍率性能,在大倍率5C下循环100圈的容量保持率为65.84%。这是因为CoAl2O4优异的化学稳定性保护了LNCM主体免受HF的侵蚀,减少表面TM离子的损失,提高了3CoAl2O4@LNCM的循环稳定性;同时,CoAl2O4的尖晶石结构有助于3CoAl2O4@LNCM形成3D扩散通道,增大DLi+。第二部分中,采用溶剂热法和高温烧结相结合对LNCM进行（BO4）5-掺杂改性,制备出Li1.20Mn0.54Ni0.13Co0.13（BO4）0.75x（BO3）0.25xO2-3.75x（x=0.02、0.04和0.08）。其中,掺杂量x=0.04时LNCM-4的电化学性能测试结果最佳。在2-4.8 V、0.1C下,LNCM-4的首圈充电/放电容量分别为309.2/184.2 m Ah g-1,首圈库伦效率为59.56%;在1C、2-4.8 V下循环100圈后的容量保持率为81.67%,放电电压平台降低0.69 V;与LNCM相比,LNCM-4具有更小的电荷转移电阻Rct。LNCM-4电化学性能的改善可归功于（BO4）5-掺杂稳定了晶格氧、抑制了从层状结构向尖晶石结构的相变,因此减少了首圈氧损失、提高了LNCM主体的结构稳定性。
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