Page 179 - 《精细化工》2021年第8期

第 38 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.38, No.8
202 1 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2021

有机电化学与工业
低温自蔓延燃烧合成 Li Fe Mn O 2
1.2
0.2
0.6
纳米颗粒及电化学性能

2
1*
1
1
肖雨刚 ，朱志红 ，朱永芳 ，张庆堂
（1. 兰州理工大学 石油化工学院，甘肃 兰州 730050；2. 洛阳职业技术学院，河南 洛阳 471000）
摘要：利用自蔓延燃烧在 450 ℃低温下合成了 Li 1.2 Fe 0.2 Mn 0.6 O 2 纳米颗粒（LFMO-450），借助 XRD、SEM 和 TEM
及恒流充放电测试研究了其晶体结构、微观形貌、超微结构和电化学性能。结果表明，样品 LFMO-450 具有良
好的 α-NaFeO 2 层状结构，为粒径分布于 45~88 nm 的纳米颗粒。恒流充放电测试结果表明，在室温及 2.0~4.8 V
充放电范围内，该样品在电流密度为 0.1、0.2、0.5、1 和 2 C 倍率时首次放电比容量分别为 237.5、170.7、124.1、
101.9 和 82.8 mA·h/g，表现出良好的倍率性能；在 1 C 倍率下，样品首次与循环 60 次后放电比容量分别为 106.4
和 87.8 mA·h/g，容量保持率为 82.5%，表现出良好的循环性能。
关键词：锂离子电池；富锂铁锰固溶体；Li 1.2 Fe 0.2 Mn 0.6 O 2 ；自蔓延燃烧；有机电化学与工业
中图分类号：TB383 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 08-1673-06

Low temperature self-propagating combustion synthesis and

electrochemical properties of Li 1.2Fe 0.2Mn 0.6O 2 nanoparticles

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2
1
1*
XIAO Yugang , ZHU Zhihong , ZHU Yongfang , ZHANG Qingtang
（1. College of Petrochemical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China; 2.
Luoyang Polytechnic School, Luoyang 471000, Henan, China）
Abstract: Li 1.2Fe 0.2Mn 0.6O 2 nanoparticles (LFMO-450) were synthesized by self-propagating combustion at
low temperature of 450 ℃. The crystal structure, micromorphology, ultrastructure and electrochemical
properties of LFMO-450 were characterized by XRD, SEM, TEM and galvanostatic charge-discharge test.
The results showed that the sample LFMO-450 had a well-ordered layered α-NaFeO 2 structure with particle
size in the range of 45~88 nm. The galvanostatic charge and discharge test results revealed indicated that
the sample exhibited good rate performances. The initial discharge specific capacities at 0.1, 0.2, 0.5, 1 and
2 C rates were up to 237.5, 170.7, 124.1, 101.9 and 82.8 mA·h/g from 2.0 to 4.8 V at room temperature,
respectively. At 1 C rate, the initial and 60th cycle discharge specific capacities of the sample were 106.4
and 87.8 mA·h/g, and the capacity retention rate was 82.5%, indicating that the sample had good cycle
performance.
Key words: lithium-ion batteries; lithium-rich Fe-Mn solid solution; Li 1.2Fe 0.2Mn 0.6O 2; self-propagating
combustion; electro-organic chemistry and industry

随着便携高能锂离子电池和动力锂离子电池的 LiCoO 2 实际比容量仅有 140 mA·h/g 左右，橄榄石结
快速发展 [1-2] ，锂离子电池工业对电极材料比容量的 构 LiFePO 4 实际比容量在 140~155 mA·h/g、尖晶石
要求也越来越高。然而，传统的正极材料主要包括 结构 LiMn 2 O 4 实际比容量在 120 mA·h/g 左右，这均
层状结构、橄榄石结构和尖晶石结构等。层状结构 不能满足动力锂离子电池对能量密度（400 W·h/kg

收稿日期：2021-01-27; 定用日期：2021-04-28; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210109
基金项目：国家自然科学基金（21968016、21466020）
作者简介：肖雨刚（1994—），男，硕士生，E-mail：1002396531@qq.com。联系人：张庆堂（1976—），男，教授，E-mail：zhqt137@
lut.edu.cn。