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富锂锰基正极材料在受到关注的同时又受限于其较高的首次不可逆容量以及差的倍率性能,这主要归因为富锂材料充放电电压较高,造成电解液与正极材料之间的副反应增加。SEI膜是包覆于电极表面的一层钝化膜,此钝化膜阻止电解液与电极材料进一步接触的同时,又是Li+离子的良导体。因此,通过优化SEI膜,提高SEI膜的稳定性,有助于提高富锂锰基正极材料的电化学性能。本文以NiSO4·6H2O、MnSO4·H2O以及Al2(SO4)3·18H2O为原料,在900℃的温度下焙烧得到Li1.13Ni0.27Mn0.54Al0.06O2正极材料。通过电池的循环测试研究了不同预循环制度与电化学性能的关系。电化学测试分析表明,材料的初始不可逆容量来源有三个部分组成：SEI膜的形成、Li2Mn03的活化和电解液的分解。预循环上截止电压为4.3～4.6 V时,材料的初始不可逆容量在106.9～116.07mAh·g-1之间,相比于未进行预循环直接在2.0 V-4.8 V循环时正极材料的初始不可逆容量(155.1 mAh·g-1)降低31%；多步预循环能更有效提高材料的电化学性能,多步预循环后,2.0 V-4.8 V/0.2 C循环时电池的初始不可逆容量降低为64mAh·g-1,其容量保持率达到94.4%,且在10 C的条件下依然具有81.5 mAh·g-1的放电容量。交流阻抗分析表明,预循环电压为4.3～4.6 V时,Rsei(5)<<Rsei(0),表明预循环能够形成低阻抗的SEI膜,并且50次循环后,Rsei(50)≈Rsei(5),说明材料在该预循环条件下能够在材料表面形成稳定的SEI膜,有利于较高电池容量保持率。当电池直接在高电压(>4.6 V)下循环时虽然可以得到较低的Rsei和Rct,但2.0 V～4.8 V/50次循环后Rsei和Rct快速上升。可见,SEI膜的存在能够有效阻止电解液与正极材料的副反应,提高电池的电化学性能。预循环还显著降低了电荷转移阻抗,这有利于电化学反应,增加电池的放电容量,并且,经过活化电位4.3 V以及4.6 V预循环后,电荷转移阻抗Rct的增加幅度最小。使用透射电镜(TEM)以及透射扫描(STEM)对材料的微观结构进行分析。分析表明,循环后电极材料表面包覆一层SEI膜,其厚度小于10 nm。电解液在循环的过程中也发生分解,其产物为针状结构,EDS表明,大多为碳或者碳氧化合物。发现在电极材料表面形成很细小的晶粒,经推测为循环过程中,正极材料表面晶型由层状结构向尖晶石结构转变形成的。