彭紅建，曹遠(yuǎn)尼，肖理紅，欒向峰，劉素琴

?

固體電解質(zhì)Li5La3Ta2O12包覆LiMn2O4的改性研究

彭紅建，曹遠(yuǎn)尼，肖理紅，欒向峰，劉素琴

(中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410083)

采用溶膠?凝膠的方法低溫制備石榴石結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)Li5La3Ta2O12，并用其包覆LiMn2O4來(lái)改善材料的電化學(xué)性能。通過(guò)XRD，SEM和TEM等表征手段對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行分析，并通過(guò)恒電流充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗等測(cè)試分析材料的電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明：Li5La3Ta2O12包覆的LiMn2O4材料與未包覆的材料相比，其電化學(xué)性能得到明顯改善，經(jīng)過(guò)150次循環(huán)后包覆材料的放電比容量保持率為92%，在高倍率10(為倍率)下包覆材料放電比容量為61.2 mA·h/g，而未包覆材料放電比容量?jī)H為40.7 mA·h/g；包覆Li5La3Ta2O12后，LiMn2O4的阻抗明顯減小，大幅度提高了其循環(huán)性能和倍率性能。

溶膠?凝膠法；Li5La3Ta2O12；包覆；LiMn2O4

鋰離子電池具有使用壽命長(zhǎng)、能量密度高及攜帶方便等特點(diǎn)而成為電氣設(shè)備中不可或缺的一部分，特別是用于電動(dòng)汽車儲(chǔ)能電池和其他便攜式電子設(shè)備。而LiMn2O4具有低價(jià)格、低污染和高電壓的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最具潛能的鋰離子電池正極材料[1?6]。但LiMn2O4較差的循環(huán)性能成為了限制其大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸[7?8]，其主要原因是錳離子易溶解于電解液。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，均勻的包覆層能阻止錳離子與電解液直接接觸，在很大程度上減小了電池容量的衰減[9?11]，目前對(duì)LiMn2O4進(jìn)行包覆采用最多的是金屬氧化物[12?16]，雖然金屬氧化物的包覆能減小了錳離子與有機(jī)電解液的接觸面積，但由于包覆的金屬氧化物不是鋰離子導(dǎo)體，對(duì)于鋰離子的脫出和嵌入有一定的阻礙作用，在一定程度上影響了電極材料的電化學(xué)性能[17]。近年來(lái)，隨著對(duì)固體電解質(zhì)材料的深入研究，出現(xiàn)越來(lái)越多的高性能電解質(zhì)材料。其中，Li5La3Ta2O12(以下簡(jiǎn)稱LLTO)是一種具有石榴石結(jié)構(gòu)的新型的固體電解質(zhì)材料，因?yàn)長(zhǎng)LTO結(jié)構(gòu)中存在嚴(yán)重扭曲的八面體氧化物L(fēng)iO6，為L(zhǎng)i+的遷移提供了很大的間隙，能夠?yàn)殡姌O材料中鋰離子的遷移提供了很好的支架[18]，有利于鋰離子的擴(kuò)散。另外，LLTO化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性好，在高溫下不與電極材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且與電極材料具有良好的相容性[19]。為此，本文作者針對(duì)LiMn2O4的循環(huán)性能差以及包覆材料對(duì)鋰離子遷移具有阻礙作用等問(wèn)題，采用溶膠?凝膠的方法低溫制備石榴石結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)Li5La3Ta2O12，并用其包覆LiMn2O4材料；采用XRD，SEM及TEM等表征手段對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行分析，以及恒電流充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗等方法來(lái)測(cè)試分析材料的電化學(xué)性能，以期提高LiMn2O4材料的電化學(xué)性能。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要試劑

試劑為氫氧化鋰、硝酸錳、硝酸鋰，廣東西隴化工有限公司生產(chǎn)；硝酸鑭、五氧化二鉭、N-甲基吡咯烷酮(NMP)，上海市國(guó)藥集團(tuán)生產(chǎn)；聚偏氟乙烯(PVDF)、乙炔黑，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)；乙二胺四乙酸(EDTA)、檸檬酸，天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司生產(chǎn)；LiPF6電解液，深圳寶嘉能源有限公司生產(chǎn)；金屬鋰片，上海化學(xué)試劑公司生產(chǎn)。所有化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 錳酸鋰的制備

1.3 包覆材料制備

將五氧化二鉭溶于 (NH4)2C2O4-H2C2O4的飽和溶液，再將氫氧化鋰、硝酸鑭和EDTA分別加入此溶液中，其中:::=5.75:3.00:2.00: 1.60。放入恒溫90 ℃油浴鍋中加熱1 h，然后將與LLTO的質(zhì)量比即(LLTO):(LiMn2O4)=1:9的 LiMn2O4加入該溶液加熱24 h，得到LLTO包覆的LiMn2O4前驅(qū)體。將生成的混合前驅(qū)體置于750 ℃下煅燒12 h，即得到LLTO包覆的LiMn2O4粉末。

1.4 極片材料的制備

將LiMn2O4或包覆LLTO的LiMn2O4和乙炔黑、PVDF(或::= 8:1:1)混合研磨2 h，將混合粉末溶于適量NMP中研磨20 min形成料漿，用厚度為0.1 mm涂布器將料漿均勻涂布在鋁箔上并置于60 ℃真空干燥箱中干燥 12 h，并將制成的材料切成直徑為10 mm的極片。

1.5 樣品表征

采用日本理學(xué)Rigaku D/max 2550 銅靶KX線衍射儀(XRD)對(duì)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。其中：銅靶K射線波長(zhǎng)=0.154 056 nm，掃描范圍為10°~70°。

采用日本JSM?6390LV掃描電鏡(SEM)對(duì)材料的形貌進(jìn)行分析，并采用EDS分析功能分析材料的組成元素。

1.6 電化學(xué)性能分析

采用CHI660C電化學(xué)工作站(上海辰華儀器有限公司生產(chǎn))對(duì)電池進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)試，掃描速度為0.1 mV/s。采用Partat2273電化學(xué)工作站(美國(guó)的AMETEK 子公司Princeton Applied Research 公司生產(chǎn))對(duì)電池進(jìn)行交流阻抗測(cè)試，在1(其中，為倍率)下循環(huán)40次后進(jìn)行交流阻抗測(cè)試，工作頻率設(shè)置為50 mHz至500 kHz，AC設(shè)置為5 mV。采用LAND電化學(xué)工作站(深圳市六維科技有限公司生產(chǎn))對(duì)電池進(jìn)行初次充放電、循環(huán)性能、倍率性能的測(cè)試，其中初次充放電和循環(huán)性能在1下進(jìn)行，充放電電壓為3.5~4.3 V，測(cè)試溫度為25 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 XRD分析

Li5La3Ta2O12，LiMn2O4和LLTO包覆的LiMn2O4的XRD圖如圖1所示。從圖1可以看出：與 LiMn2O4的XRD圖譜相比，LLTO包覆的LiMn2O4的XRD圖譜中在相同位置與LiMn2O4出現(xiàn)了相同的峰，說(shuō)明包覆LLTO沒(méi)有明顯改變LiMn2O4的結(jié)構(gòu)。從LLTO包覆后LiMn2O4的XRD圖譜中可以看出：在16.89°，29.81°，34.23°和53.45°時(shí)出現(xiàn)了強(qiáng)度很弱的峰，與Li5La3Ta2O12的XRD圖相比較，包覆材料中Li5La3Ta2O12的存在說(shuō)明Li5La3Ta2O12已包覆在LiMn2O4上。

(a) Li5La3Ta2O12; (b) LiMn2O4; (c)包覆LiMn2O4的LLTO

2.2 SEM，EDS及TEM分析

未包覆LiMn2O4和LLTO包覆的LiMn2O4的掃描電鏡圖(SEM)和能譜圖(EDS)分別如圖2和圖3所示。從圖2和圖3可以看出：未包覆材料顆粒的棱角和邊界比較清晰，說(shuō)明了其良好的結(jié)晶；LLTO包覆的LiMn2O4顆粒的棱角圓潤(rùn)，這可能與LLTO的引入有關(guān)。從EDS圖可以看出：包覆材料中含有La和Ta元素，說(shuō)明在包覆材料中有LLTO存在。

(a) SEM；(b) EDS

(a) SEM；(b) EDS

LLTO包覆的LiMn2O4的透射電鏡圖(TEM)如圖4所示。從圖4可以看出：LLTO包覆的LiMn2O4材料的晶面間距非常均勻，晶面間距約為0.25 nm，對(duì)應(yīng)于LiMn2O4的(311) 晶面，LiMn2O4晶面外側(cè)有明顯的不同于LiMn2O4的晶格網(wǎng)面。經(jīng)測(cè)定其網(wǎng)面間距并與XRD圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其間距對(duì)應(yīng)于LLTO的第24個(gè)峰(即圖1(a)所標(biāo)記的峰)，表明LLTO已包覆于LiMn2O4上。

圖4 包覆LLTO的LiMn2O4的透射電鏡圖(TEM)

2.3 電化學(xué)性能測(cè)試

LLTO包覆的LiMn2O4及LiMn2O4的循環(huán)伏安曲線如圖5所示，其縱坐標(biāo)的正半軸對(duì)應(yīng)氧化峰，負(fù)半軸對(duì)應(yīng)還原峰。從圖5可以看出：2個(gè)材料的循環(huán)伏安曲線都出現(xiàn)了2對(duì)氧化?還原峰，分別對(duì)應(yīng)Li+的脫出和嵌入；與未包覆LiMn2O4的循環(huán)伏安曲線相比，LLTO包覆的LiMn2O4的循環(huán)伏安曲線的氧化峰向低電位移動(dòng)，而還原峰向高電位移動(dòng)，氧化峰和還原峰之間的電位差明顯減小，表明包覆LLTO后，材料的極化減小[20]，對(duì)鋰離子的脫出和嵌入更有利，且LLTO包覆的LiMn2O4的氧化還原峰強(qiáng)度明顯高于LiMn2O4，說(shuō)明包覆LLTO后材料的活性比未包覆的好。

1—LiMn2O4; 2—包覆LiMn2O4的LLTO

包覆LLTO的LiMn2O4和未包覆LiMn2O4的首次充放電曲線如圖6所示。從圖6可以看出：2種材料的充放電曲線皆出現(xiàn)了2個(gè)電壓平臺(tái)，表明鋰的嵌入和脫出是分2步進(jìn)行的[21?22]。其中，LLTO包覆的LiMn2O4的充電平臺(tái)低于LiMn2O4的充電平臺(tái)，放電平臺(tái)高于LiMn2O4的放電平臺(tái)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)LLTO包覆的LiMn2O4材料極化減?。籐LTO包覆的LiMn2O4在1下的首次充放電容量為100.4 mA·h/g和100.3 mA·h/g，LiMn2O4的首次充放電容量均為102.2 mA·h/g。這是因?yàn)樵谙嗤|(zhì)量的極片材料中，LLTO包覆的LiMn2O4的極片材料中LLTO具有一定質(zhì)量，其活性物質(zhì)變少，所以，LLTO包覆材料容量比未包覆材料的容量低。

1—LiMn2O4; 2—包覆LiMn2O4的LLTO

LLTO包覆的LiMn2O4和LiMn2O4在1倍率下充放電循環(huán)150次的循環(huán)性能圖如圖7所示。從圖7可以看出：循環(huán)150次后，LLTO包覆的LiMn2O4的放電比容量從100.2 mA·h/g衰減到91.8 mA·h/g，容量保持率為92%，而未包覆的LiMn2O4的放電比容量從102.2 mA·h/g衰減到86.6 mA·h/g，容量保持率僅為84.7%。可見(jiàn)：LiMn2O4包覆LLTO后，循環(huán)性能和放電比容量保持率均得到很大提高。這主要是因?yàn)長(zhǎng)iMn2O4包覆LLTO后，LiMn2O4和電解液直接接觸的面積變小，緩解了錳離子在電解液中的溶解，從而改善了材料的電化學(xué)性能。

1—包覆LiMn2O4的LLTO; 2—LiMn2O4

LLTO包覆的LiMn2O4和LiMn2O4在0.5，1.0，1.5，2.0，5.0和10.0的倍率性能圖如圖8所示。從圖8可以看出：隨著電流倍率的增加，這2種材料的放電容量均逐漸減少；在0.5時(shí)，LLTO包覆材料的放電比容量與LiMn2O4的放電比容量分別為117.6 mA·h/g和110.2 mA·h/g；在2時(shí)LLTO包覆材料的放電比容量與LiMn2O4的放電比容量分別為71.9 mA·h/g和79.6 mA·h/g；在10時(shí)，LLTO包覆材料的放電比容量與LiMn2O4的放電比容量分別為61.2 mA·h/g和40.7 mA·h/g，LLTO包覆材料的放電比容量比LiMn2O4的放電比容量高出21 mA·h/g?？梢悦黠@看出：包覆LLTO后LiMn2O4的高倍率性能明顯提高。這是因?yàn)榕cLiMn2O4相比，包覆的LiMn2O4電極材料在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的LLTO層的保護(hù)下有效地抑制了錳離子的溶解，使得參與電化學(xué)反應(yīng)的錳離子較多存在，隨著電流的增大，其放電比容量的衰減速度明顯比未包覆材料的低。

圖8 未包覆LiMn2O4和LLTO包覆LiMn2O4在不同倍率下放電比容量隨循環(huán)的變化

未包覆LiMn2O4和LLTO包覆的LiMn2O4循環(huán)10次后的交流阻抗(EIS)如圖9所示。從圖9可以看出：2種材料的交流阻抗圖都是由高頻區(qū)域1個(gè)拉長(zhǎng)壓扁半圓、中頻區(qū)域1個(gè)圓弧和低頻區(qū)域的1條斜線三部分組成。Liu等[23?25]認(rèn)為，高頻區(qū)域的半圓反映了鋰離子在SEI膜中遷移的阻抗，中頻區(qū)域的半圓則與電荷轉(zhuǎn)移有關(guān)，低頻區(qū)域的斜線反映鋰離子擴(kuò)散過(guò)程的Warburg阻抗。從圖9中的放大圖可以看出：LLTO包覆的LiMn2O4材料的SEI膜阻抗比LiMn2O4的小，這說(shuō)明包覆層LLTO有利于減少活性物質(zhì)和電解液直接接觸，使SEI膜的形成受阻，導(dǎo)致SEI膜阻抗降低。從圖9還可以看出：LLTO包覆的LiMn2O4的電荷轉(zhuǎn)移阻抗明顯比未包覆的LiMn2O4的小，使得材料的極化減小，與循環(huán)伏安的結(jié)果一致，也證實(shí)了包覆材料的倍率性能比未包覆材料的好。

圖9 未包覆LiMn2O4和LLTO包覆的LiMn2O4在循環(huán)10次后的交流阻抗圖

有關(guān)低頻區(qū)域和鋰離子擴(kuò)散有關(guān)的Warburg阻抗可以通過(guò)以下公式[26]進(jìn)行分析：

1—LiMn2O4; 2—包覆LiMn2O4的LLTO

3 結(jié)論

1) 采用溶膠?凝膠法低溫制備了固體電解質(zhì)Li5La3Ta2O12，并對(duì)LiMn2O4進(jìn)行包覆改性研究。包覆LLTO對(duì)LiMn2O4材料的形貌及結(jié)構(gòu)沒(méi)有顯著改變；LLTO包覆于LiMn2O4上；包覆材料循環(huán)150次后放電比保持率為92%，而未包覆材料循環(huán)150次后放電比容量保持率僅為84.7%。包覆LLTO后，LiMn2O4的循環(huán)性能得到顯著改善。

2) 0.5時(shí)，LLTO包覆材料的放電比容量與LiMn2O4的放電比容量分別為117.6 mA·h/g和110.2 mA·h/g；2時(shí)LLTO包覆材料的放電比容量與LiMn2O4的放電比容量分別為79.6 mA·h/g和71.9 mA·h/g；10時(shí)，LLTO包覆材料的放電比容量與LiMn2O4的放電比容量分別為61.2 mA·h/g和40.7 mA·h/g，LLTO包覆材料的放電比容量與LiMn2O4的放電比容量高出21 mA·h/g。包覆LLTO后，LiMn2O4的倍率性能明顯提高。

3) 相對(duì)于未包覆材料，LLTO包覆的LiMn2O4材料的SEI膜阻抗、電荷轉(zhuǎn)移阻抗及Warburg阻抗明顯減小，因此，LLTO包覆LiMn2O4材料后，大幅度提高了其材料的循環(huán)性能和倍率性能。

[1] 李運(yùn)嬌, 常建衛(wèi), 李洪桂, 等. 富鋰型摻鈷尖晶石鋰錳氧化物的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004, 35(3): 381?385. LI Yunjiao, CHANG Jianwei, LI Honggui, et al. Structure and electrochemical performance LiMn2O4of Li-rich spinel lithium manganese oxide with doping cobalt[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2004, 35(3): 381?385.

[2] Thackeray M M. Manganese oxides for lithium batteries[J]. Progress in Solid State Chemistry, 1997, 25(1): 1?71.

[3] 陳立寶, 賀躍輝, 湯義武. 采用固相配位法制備超細(xì)LiMn2O4正極材料[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2005, 36(3): 390?395. CHEN Libao, HE Yuehui, TANG Yiwu. Preparation of ultrafine LiMn2O4cathode materials by solid state coordination method[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2005, 36(3): 390?395.

[4] Thackeray M M. Structural considerations of layered and spinel lithiated oxides for lithium ion batteries[J]. Journal of the Electrochemical Society, 1995, 142(8): 2558?2563.

[5] Etacheri V, Marom R, Elazari R, et al. Challenges in the development of advanced Li-ion batteries: A review[J]. Energy & Environmental Science, 2011, 4(9): 3243?3262.

[6] SUN Huaibing, CHEN Yungui, XU Chenghao, et al. Electrochemical performance of rare-earth doped LiMn2O4spinel cathode materials for Li-ion rechargeable battery[J]. Journal of Solid State Electrochemistry, 2012, 16(3): 1247?1254.

[7] Hibino M, Nakamura M, Kamitaka Y, et al. Improvement of cycle life of spinel type of lithium manganese oxide by addition of other spinel compounds during synthesis[J]. Solid State Ionics, 2006, 177(26/32): 2653?2656.

[8] LIU Dongqiang, LIU Xingquan, HE Zezheng. Surface modification by ZnO coating for improving the elevated temperature performance of LiMn2O4[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2007, 436(1): 387?391.

[9] LIU Dongqiang, HE Zeqiang. Increased cycling stability of AlPO4-coated LiMn2O4for lithium ion batteries[J]. Materials Letters, 2007, 61(25): 4703?4706.

[10] Moon H S, Lee S W, Lee Y K, et al. Characterization of protective-layer-coated LiMn2O4cathode thin films[J]. Journal of Power Sources, 2003, 119(10/11): 713?716.

[11] LIUJinlian, WU Xianming, CHEN Shang, et al. Enhanced high temperature performance of LiMn2O4coated with Li3BO3solid electrolyte[J]. Bulletin of Materials Science, 2013, 36(4): 687?691.

[12] Kim W K, Han D W, Ryu W H, et al. Al2O3coating on LiMn2O4by electrostatic attraction forces and its effects on the high temperature cyclic performance[J]. Electrochimica Acta, 2012, 71: 17?21.

[13] Arumugam D, Kalaignan G P. Synthesis and electrochemical characterization of nano-CeO2-coated nanostructure LiMn2O4cathode materials for rechargeable lithium batteries[J]. Electrochimica Acta, 2010, 55(28): 8709?8716.

[14] MING Hai, YAN Yuerong, MING Jun, et al. Gradient V2O5surface-coated LiMn2O4cathode towards enhanced performance in Li-ion battery applications[J]. Electrochimica Acta, 2014, 120: 390?397.

[15] Ha H W, YUN Nanji, Kim K. Improvement of electrochemical stability of LiMn2O4by CeO2coating for lithium-ion batteries[J]. Electrochimica Acta, 2007, 52(9): 3236-3241.

[16] LIU Qiuling, WANG Shengping, TAN Haibo, et al. Preparation and doping mode of doped LiMn2O4for Li-Ion batteries[J]. Energies, 2013, 6(3): 1718?1730.

[17] 吳顯明, 譚磊, 李明, 等. 固體電解質(zhì)包覆 LiMn2O4正極材料的合成及表征[J]. 精細(xì)化工, 2011, 28(2): 116?119. WU Xianming, TAN Lei, LI Ming, et al. Synthesis and characterization of the cathode material of LiMn2O4coated bysolid electrolyte[J]. Fine Chemicals, 2011, 28(2): 116?119.

[18] PENG Hongjian, WU Qing, XIAO Lihong. Low temperature synthesis of Li5La3Nb2O12with cubic garnet-type structure by sol–gel process[J]. Journal of Sol–Gel Science and Technology, 2013, 66(1): 175?179.

[19] O’Callaghan M P, Lynham D R, Cussen E J, et al. Structure and ionic-transport properties of lithium-containing garnet Li3Ln3Te2O12(Ln=Y, Pr, Nd, Sm-Lu)[J]. Chemistry of Materials, 2006, 18(19): 4681?4689.

[20] Thangadurai V, Kaack H, Weppner W. Novel fast lithium ion conduction in garnet-type Li5La3M2O12(M=Nb, Ta)[J]. Journal of the American Ceramic Society, 2003, 86(3): 437?440.

[21] Gnanaraj J S, Pol V G, Gedanken A, et al. Improving the high-temperature performance of LiMn2O4spinel electrodes by coating the active mass with MgO via a sonochemical method[J]. Electrochemistry Communications, 2003, 5(11): 940?945.

[22] Eriksson T, Hjelm A K, Lindbergh G, et al. Kinetic study of LiMn2O4cathodes by In situ XRD with constant-current cycling and potential stepping[J]. Journal of the Electrochemical Society, 2002, 149(9): A1164?A1170.

[23] Liu W, Farrington G C, Chaput F, et al. Synthesis and electrochemical studies of spinel phase LiMn2O4cathode materials prepared by the pechini process[J]. Journal of the Electrochemical Society, 1996, 143(3): 879?884.

[24] Aurbach D, Gamolsky K, Markovsky B, et al. The study of surface phenomena related to electrochemical lithium intercalation into LiMOhost materials (M=Ni, Mn)[J]. Journal of the Electrochemical Society, 2000, 147(4): 1322?1331.

[25] Aurbach D, Levi M D, Gamulski K, et al. Capacity fading of LixMn2O4spinel electrodes studied by XRD and electroanalytical techniques[J]. Journal of Power Sources, 1999, 81(8): 472?479.

[26] Aurbach D, Levi M D, Levi E, et al. Common electroanalytical behavior of Li intercalation processes into graphite and transition metal oxides[J]. Journal of the Electrochemical Society, 1998, 145(9): 3024?3034.

Modification of Li5La3Ta2O12coated LiMn2O4

PENG Hongjian, CAO Yuanni, XIAO Lihong, LUAN Xiangfeng, LIU Suqing

(School of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

LiMn2O4,Li5La3Ta2O12(LLTO) was prepared by sol?gel method and it was employed as a coating layer on the surface of LiMn2O4. The structure and morphology of the material were analyzed by XRD, SEM and other characterization methods. The electrochemical performance of the material was analyzed by galvanostatic charge-discharge experiments, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The results show that the electrochemical performance of the LLTO-coated LiMn2O4is improved significantly. The resistance of LLTO-coated LiMn2O4is reduced significantly. After 150 cycles test, the discharge capacity retention rate of the coated material is 92%.At the high-rate of 10, the discharge capacity of the LLTO-coated LiMn2O4is 61.2 mA·h/g and that of the uncoated material is 40.7 mA·h/g. The impedance of LLTO-coated LiMn2O4decreases evidently, therefore the cycle performance and rate capability increase greatly.

sol?gel method; Li5La3Ta2O12; coating; LiMn2O4

10.11817/j.issn.1672-7207.2015.05.004

TG174.451

A

1672?7207(2015)05?1595?07

2014?06?12；

2014?08?22

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51372278)；湖南省科技廳項(xiàng)目(2010RS4015)；湖南省知識(shí)產(chǎn)權(quán)局項(xiàng)目(2014e004)；中南大學(xué)貴重儀器設(shè)備共享基金資助項(xiàng)目(CSUZC2014020) (Project(51372278) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2010RS4015) supported by the Science and Technology Bureau of Hunan Province; Project(2014e004) supported by Hunan Province Intellectual Property Bureau; Project(CSUZC2014020) supported by the Open-End Fund for the Valuable and Precision Instruments of Central South University)

彭紅建，副教授，從事新能源材料研究；E-mail: phj108@163.com

(編輯 陳燦華)