北京交通大學(xué)的Linjing Zhang等人開發(fā)了一種兩步水熱法合成高倍率性能納米富鋰材料，該材料具有良好的循環(huán)性能和倍率性能,，1C倍率下比容量可達(dá)238.7mAh/g,，10C的倍率下，比容量仍然可達(dá)182.7mAh/g,。

　　傳統(tǒng)的鋰離子電池一般采用鈷酸鋰材料作為正極材料,，鈷酸鋰材料具有層狀結(jié)構(gòu)，其理論比容量為270mAh/g左右,，但是當(dāng)鋰離子脫出超過50%時(shí),，會(huì)造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，引起鈷酸鋰材料的層狀結(jié)構(gòu)塌陷,，因此為了保證鈷酸鋰材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,，一般將鈷酸鋰材料的容量限定在140mAh/g左右，也就是將工作電壓控制在4.2V左右,。

　　近年來隨著鋰離子電池的能量密度的持續(xù)提升,，傳統(tǒng)的鈷酸鋰材料已經(jīng)無法滿足高比能鋰離子電池的需求，加之鈷是一種戰(zhàn)略金屬,，價(jià)格較高,，也限制了鈷酸鋰材料在動(dòng)力電池領(lǐng)域的應(yīng)用?！?/p>

　　為了解決鈷酸鋰材料容量低,、價(jià)格高的問題，人們開發(fā)出了富鋰材料,。富鋰材料具有固溶體結(jié)構(gòu),，比容量可達(dá)300mAh/g，并且由于大量采用了價(jià)格低廉的Mn元素,，極大的降低了富鋰材料的成本,，是一種十分具有希望的新一代鋰離子電池正極材料。

　　但是富鋰材料也存在著自身固有的問題,，例如倍率性能差,、循環(huán)性能差和電壓衰降等，只有解決這些問題，才能讓廣大的電動(dòng)汽車廠商接受和采用富鋰材料動(dòng)力電池,。

　　為了解決上述問題,，北京交通大學(xué)的Linjing Zhang等人開發(fā)了一種兩步水熱法合成高倍率性能納米富鋰材料，該材料具有良好的循環(huán)性能和倍率性能,，1C倍率下比容量可達(dá)238.7mAh/g,，10C的倍率下，比容量仍然可達(dá)182.7mAh/g,。

　　Linjing Zhang利用兩步水熱法合成了Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2材料,，該方法主要包含兩個(gè)步驟，第一步利用葡萄糖在180℃下水熱法合成碳微球,，作為第二部模板,。在第二步水熱法合成過程中，以Ni和Mn的醋酸鹽作為原料,，在450℃下合成富鋰材料,，通過在其中添加不同的數(shù)量的第一步過程所合成的碳微球來改善富鋰材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的形貌結(jié)構(gòu)，這些添加的碳微球模板在后續(xù)的燒結(jié)過程中會(huì)發(fā)生分解,，從而不會(huì)殘存碳材料,。　　

　　研究發(fā)現(xiàn),，當(dāng)碳微球的添加量過少時(shí),，反而會(huì)造成富鋰材料的納米顆粒發(fā)生團(tuán)聚，而碳微球過多時(shí)則會(huì)造成材料的顆粒過于松散,，添加10wt%碳微球的富鋰材料具有最好的循環(huán)性能,、倍率性能和最少電壓衰降。

　　電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn),，添加10%碳微球的富鋰材料表現(xiàn)出了最好的循環(huán)性能,，電池在2.0-4.8V之間循環(huán)，電流密度為25mA/g,，50次循環(huán)的容量保持了為92%,，電壓衰降為4.1%。在倍率測試中發(fā)現(xiàn)該材料還具有良好的倍率性能,，在1C,、2C,、5C和10C的倍率下,，該材料的放電容量分別為238.7，219.3,，204.8和182.7mAh/g,。

　　形貌調(diào)整是改善正極材料性能的有效方法，通過減小活性物質(zhì)顆粒的粒徑可以顯著的降低Li+的擴(kuò)散路徑，改善擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)特征,，但是材料顆粒的粒徑過小也會(huì)造成熱穩(wěn)定降低,，顆粒團(tuán)聚和副反應(yīng)增加等問題，因此正極材料形貌的調(diào)整需要考慮諸多因素的影響,。