Page 139 - 201808

第 8 期 吴贤文，等: LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 及其复合物的制备、表征及电化学性能 ·1387·

为了进一步考察最佳条件下喷雾干燥法制备的
LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 材料在充放电过程中的动力学行为，
采 用三电 极体 系对其 进行 了交流 阻抗 测试 。
LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 电极的交流阻抗谱图见图 10，对其进
行了交流阻抗拟合，结果见图 10 和表 2，拟合模型
见其插图。

图 10 碳包覆前、后 LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 的交流阻抗及其拟
合曲线
Fig. 10 AC impedance and its fitting curve of carbon
coated LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4

由图 10 可知，谱图由半圆和直线两部分组成，
处于高频区的第一个半圆代表电化学转移阻抗（R ct ）
及双电层电容（CPE）。半圆对应的曲率半径越小，
其电化学转移阻抗越小；处于低频区的直线为韦伯
阻抗（W o ），代表锂离子在材料中的扩散。由拟合
结果可知，LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 材料经碳包覆后溶液阻抗
（R s ）由未包覆的 8.613 Ω 降至 5.759 Ω，R ct 由 347.7
Ω 降至 220.6 Ω。两种阻抗均有所降低，从而有利于
降低电极的极化，改善电池的循环性能，这与循环
性能测试结果一致。

表 2 碳包覆前、后 LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 电极的交流阻抗拟合值
Table 2 Fitting values of AC impedance of carbon coated
LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4
样品 R s/Ω R ct/Ω
未包覆 8.613 347.7
碳包覆 5.759 220.6

3 结论

采用喷雾干燥法和静电纺丝法制备了
LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 前驱体。结果表明：喷雾干燥法制备

的 前 驱体在 煅 烧温度 为 900 ℃ 时 ，合成 的
图 9 不同 LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 材料（a-喷雾干燥；c-静电纺丝）
LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 尖晶石结构明显，晶型完美，结晶度
及喷雾干燥法制得复合物（b-碳包覆）的充放电及
循环性能曲线 高。对其进行碳包覆后，电极在 1 C 倍率下循环 200
Fig. 9 Charge/discharge curves and cycling performances 次后，容量保持率仍然高达 93.3%。而由静电纺丝
of different LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 samples 法制备得到的 LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 虽然颗粒粒径较小，但