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作者：时龙;杨永胜;罗宇旭;郭俊明;王开坤;
单位：昭通学院化学化工学院;云南民族大学化学与环境学院;北京科技大学材料科学与工程学院;
摘要：为改善尖晶石LiMn_2O_4的循环稳定性，抑制其容量衰减，采用固相燃烧法合成了B—Al共掺截断八面体形貌LiB_(0.08)Al_y Mn_(1.92–y) O_4(y=0.01、0.02、0.04、0.06和0.08)正极材料。结果表明，B—Al复合掺杂没有改变LiMn_2O_4的立方尖晶石结构，但可显著影响其晶面生长速率，促进材料的晶体生长和晶面的择优生长，且颗粒尺寸增大。在B—Al共掺杂中随Al掺杂量增加，颗粒形貌由包含(111)和(100) 2个晶面的截断八面体逐渐形成包含(111)、(100)和(110) 3个晶面的单晶截断八面体，y(Al)≥0.04时形成类球形颗粒，其中，LiB_(0.08)Al_(0.02)Mn_(1.90)O_4样品形成3个晶面的完整单晶截断八面体形貌颗粒，具有优良的倍率性能和长循环稳定性。在室温1.0、10.0、15.0 C倍率和高温(55℃) 1.0 C倍率下，其初始放电比容量分别为114.7、86.3、82.6 mA·h·g~(–1)和114.7 mA·h·g~(–1);1.0 C倍率200次循环、10.0 C和15.0 C倍率500次循环以及高温(55℃) 1.0 C倍率200次循环后，容量保持率分别为84.7%、81.9%、90.3%和70.0%。LiB_(0.08)Al_(0.02)Mn_(1.90)O_4电极材料具有较大的锂离子扩散系数(3.14×10~(–11) cm~2·s~(–1))以及相对较小的表观活化能(24.76 k J/mol)和电荷转移阻抗(114.2Ω)，有利于锂离子的输运。B—Al共掺杂和单晶截断八面体形貌抑制了Jahn-Teller畸变并缓解Mn的溶解，提高了尖晶石型LiMn_2O_4正极材料的晶体结构稳定性，增强了材料的高倍率性能和长循环稳定性。
关键词：尖晶石锰酸锂;硼铝共掺杂;正极材料;截断八面体;晶面调控
基金资助：国家自然科学基金(51972282); 云南省院士(专家)工作站项目(202405AF140034); 昭通学院博士科研启动经费项目
