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电动汽车市场的迅速发展对锂离子电池的需求急速增加,能量密度高、循环寿命长等特点成为下一代正极材料的基本要求。富锂锰基正极材料,因其放电比容量较高以及低成本、低毒性、工作电压高等优点,被认为是下一代动力电池的主流正极材料。然而,富锂材料的首圈库伦效率较低、电压衰减严重、循环和倍率性能不佳,使其目前还未能得到广泛应用。设计制备合理的形貌和控制尺寸是提高电极材料电化学性能的有效策略。采用一步共沉淀法以及随后的煅烧过程制备了具有多孔棒状的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料。通过调节前驱体溶液的溶剂种类及配比可控制所制备的材料的形貌,系统地研究了不同形貌材料与它们的电化学性能之间的关系。在去离子水中合成的材料呈现棱镜状,在乙醇中合成的材料为分散的颗粒,在去离子水和乙醇混合溶剂中合成的材料经煅烧后为多孔棒状,且乙醇含量越多,棒状的长宽比越大。当去离子水和无水乙醇之比为1:4时,棒状材料的长为7-8μm,宽约1.5-2.0μm,此时材料的电化学性能达到最佳。0.5 C倍率下初始放电比容量为221.9 m Ah/g,100圈循环之后容量保持率能达到90%左右。1 C倍率下测试,100次循环后放电比容量为188.3 m Ah/g,300次循环后材料材料的容量保持率为82.7%。出色的电化学性能可归因于多孔棒状形貌,不仅促进了电解液与活性材料的接触,还缩短了锂离子传输距离,稳定了材料的结构。采用无模板溶剂热法及其后的煅烧过程成功制备了同质核壳结构Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料。通过调节前驱体溶液的浓度可以控制产物的大小,系统地研究了不同尺寸材料与它们的电化学性能之间的关系。在一定的浓度范围内,前驱体球径尺寸随浓度增加而增加。前驱体浓度为0.03 mol/L时,所制备的材料球体直径约1.5μm,由于其独特的核壳结构和适中的球体尺寸表现出最佳的电化学性能。其初始库仑效率高达89.7%,而且拥有出色的循环稳定性。在0.5 C倍率下,其容量在50个循环内基本不衰减,保持在约220 m Ah/g。在5 C倍率下循环时,500次循环后放电比容量为112.8 m Ah/g,拥有96.2%的高容量保持率。出色的循环稳定性可以归因于其独特的核壳结构和适中的球体尺寸,可以缓冲循环过程中的结构应变。