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富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni,Co,Mn)(LRMO)具有理论能量密度高、充放电电势窗口宽(2.0-4.8 V)、安全性高、价格低廉等优点成为目前高能量密度动力电池用正极材料的理想选择。然而其首次不可逆容量损失大、循环稳定性差和倍率性能不佳等不足,极大地限制了其在高性能锂离子电池和固态电池等方面的应用。针对以上问题,本论文系统研究了堆垛结构富锂锰基正极材料的制备及其材料的微观结构、物相组成和电化学性能,并在此基础上研究了Li3VO4/LiVO3快离子导体异质结构表面包覆改性对富锂锰基正极材料电化学性能的影响。(1)比较了不同沉淀剂NH4HCO3、NaHCO3和Na2CO3对富锂锰基正极材料组分、晶体结构和电化学性能的影响。发现使用NH4HCO3作为沉淀剂、络合剂和pH调节剂,制备的富锂锰基正极材料存在明显的堆垛结构,NaHCO3和Na2CO3为沉淀剂制备的材料不具有堆垛结构。电化学性能比较发现,具有堆垛结构的材料在0.1 C(C=250 mAh/g)电流密度下其放电比容量为261 mAh/g,循环100圈后容量保持率为91%,非堆垛结构的材料的放电比容量为184 mAh/g,循环100圈后的容量保持率为78%,表明材料中存在的堆垛结构可以显著的提升富锂锰基正极材料的放电比容量和循环稳定性。(2)系统研究了反应pH值、NH4HCO3浓度、煅烧温度、保温时间以及煅烧气氛对富锂锰基正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。发现,在最优工艺(pH=7.0,NH4HCO3浓度为1 mol/L,煅烧温度850℃,保温时间12 h,煅烧气氛干空气)条件下所制备的富锂锰基正极材料除了具有堆垛结构之外,还表现出了最优的电化学性能。其在0.5 C的电流密度下循环150圈后放电比容量依然为210 mAh/g,容量保持率为90.2%。在5 C的电流密度下,其放电比容量约为162 mAh/g,循环100圈后的放电比容量约为145 mAh/g,容量保持率为90%。(3)富锂锰基正极材料由于其固有的离子和电子电导率低的特性导致其倍率性能较差。论文在堆垛结构富锂锰基正极材料表面包覆了一层Li3VO4/LiVO3快离子导体保护层,有效的减少了电极/电解液界面处发生的副反应,并且包覆层具有较高的离子电导率有利于Li+的传输,还可以抑制Li2MnO3中O的释放,稳定材料结构,从而显著的提升了堆垛结构富锂锰基正极材料的首次库伦效率、倍率性能和循环稳定性。研究发现,LVO-2wt%的样品,其首次库伦效率、倍率性能和循环稳定性等性能指标最好,且远优于未包覆样品。在0.1 C的电流密度下,首次库伦效率由未包覆的66%提升到72.5%,在2 C电流密度下循环100圈后放电比容量为215 mAh/g,容量保持率为95%。在5C的电流密度下的放电比容量达到181 mAh/g,循环100圈后的比容量为165 mAh/g,容量保持率为91%。