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富锂层状氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2((M=Ni1/3Co1/3Mn1/3)的实际放电比容量能够达到230-300 mAh·g-1,是当前最有发展前景的正极材料之一;然而其循环过程中存在电压衰减和不可逆容量损失,同时其高容量的机制还不是十分清晰。其中的组分Li2MnO3作为一种简单的模型化合物,因其具有459 mAh·g-1的高理论比容量而受到关注。然而,在富锂层状氧化物的充放电循环中,Li2MnO3组分却近乎呈电化学惰性,其放电比容量极低并且其循环稳定性极差。如何制备具有电化学活性的、结晶学上纯相的Li2MnO3、并研究其高容量的电化学可逆反应机理,是近年来的研究热点之一。本文采用了硼氢化钠(NaBH4)辅助热处理的方法制备电化学活性的Li2MnO3-δ,研究并证实了 Li2MnO3的阴阳离子可逆反应机理,将其与LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2混合使用来探讨富锂层状氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiM02的高容量机制。主要内容可分为以下两个方面:(1)用固相法制备得到Li2MnO3原样,对合成条件进行了优化。将其作为锂离子电池正极材料,在2.5-4.7 V的电压范围内,以20 mA·g-1的电流密度进行恒流充放电测试。观察到了 Li2MnO3随可逆充放电循环不断活化的现象,其中,Li2MnO3电极在第1、10、100圈循环的放电比容量分别为3.3,5.0和7.2 mAh·g-1。用NaBH4辅助的热处理方法对Li2MnO3样品进行还原处理,得到了具有氧缺陷的Li2MnO3-δ,该样品与Li2MnO3原样在颜色和形状上有较大差别,拉曼光谱表明二者的表面组成也有所不同。通过对Li2MnO3和Li2MnO3-δ的XRD数据进行结构精修,也证实了二者在微观结构上的差异。Li2MnO3-δ电极具有与Li2MnO3电极相似的电化学活化现象,但是电荷转移能力和电化学性能有显著改善。Li2MnO3-δ电极在第1、10、100圈循环的放电比容量分别为64.8,103.8和135.1 mAh·g-1。通过充放电前后以及充放电过程中的材料表征,进一步证实了 Li2MnO3的阴、阳离子分别参与的氧化还原反应及其氧空位引入的增强机制,即改性得到的Li2MnO3-δ的可逆电化学活性是Mn3+/Mn4+和O2-/O22-氧化还原对共同作用的结果,这也可以为解释富锂层状材料的高比容量现象提供一种思路。(2)用共沉淀法制备了 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉体材料,材料具备良好的结晶性并且其颗粒尺寸在100-500 nm之间。将LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与Li2MnO3-δ或Li2MnO3按照不同质量比进行物理混合制备混合物电极,并探究混合物的不同比例对其电化学性能的影响。当LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与Li2MnO3-δ以5:5质量比混合时,材料的首圈放电比容量为123.0 mAh·g-1,100圈容量保持率可以达到87.1%,高于纯 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 的 100 圈容量保持率(61.7%)。将 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和Li2MnO3以不同质量比混合后,Li2MnO3的加入使得混合物电极的第100圈容量保持率有所提升,说明了富锂层状氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2中的“惰性组分"Li2MnO3及其含量对该三元材料的电化学循环稳定性的提升作用。此外,用Li2MnO3-δ替代富锂层状氧化物中的Li2MnO3,使混合物电极在容量和循环稳定性上有所突破。