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锂离子电池具有高能量密度的优点，因而最有希望作为电动汽车(EVs)的电源。在锂离子电池中，正极材料的容量是决定整个电池容量最关键的因素。为了满足锂离子电池的要求，须研究具有高比容量的正极材料。近年来，层状富锂氧化物材料因为具有超过200 mAh/g的高比容量，所以最有希望应用于新型锂离子电池。
本研究通过氢氧化物共沉淀法和高温固相法制备富锂Li[Li0.17Ni0.25Mn0.58]O2材料，并采用表面氮化的途径提高其电化学性能。在初始材料的制备及电化学性能研究方面，采用氢氧化物共沉淀法制备了所需的前驱体，然后采用高温固相法最终制备了Li[Li0.17Ni0.25Mn0.58]O2材料。详细研究了不同烧结温度对材料的结构与电化学性能的影响。研究显示，在750℃下制备的样品具有较小的颗粒尺寸、较小的金属离子混排程度、最大的比表面积和最佳的电化学性能。其中，在0.1C倍率下，该材料放电容量达到223.8mAh/g，10周循环后容量保持率92.5％。在材料的表面氮化及电化学性能研究方面，将所制备的Li[Li0.17Ni0.25Mn0.58]O2材料在氨气气氛中氮化处理，详细研究了不同氮化温度对样品的结构与电化学性能的影响。结果表明，在400℃下表面氮化的材料具有最佳的电化学性能。在0.1C倍率下，该材料的首周放电容量为255.5 mAh/g，循环60周后放电容量为256.3 mAh/g，容量没有衰减。在1C倍率下，该材料循环70周后的放电容量为初始容量的98.7％。倍率放电性能测试表明，表面氮化的样品在1C、3C和5C倍率下的放电容量分别为217.8，197.8和164.7 mAh/g，而初始材料在这三种倍率下的放电容量分别为161.7、148.4和126.7 mAh/g。这表明，相比于初始材料，表面氮化后材料的放电容量、倍率性能和循环性能都得到显著提高。总之，本工作研究Li[Li0.17Ni0.25Mn0.58]O2及其表面氮化后材料的结构及电化学性能。结果显示，氮化改变富锂氧化物Li[Li0.17Ni0.25Mn0.58]O2材料的表面状态，进而可提高的材料的电化学性能。因此，表面氮化处理是改善材料表面状态与电化学性能的一种有效的技术途径。