中国粉体网讯 传统的锂离子电池一般采用钴酸锂材料作为正极材料，钴酸锂材料具有层状结构，其理论比容量为270mAh/g左右，但是当锂离子脱出超过50%时，会造成结构不稳定，引起钴酸锂材料的层状结构塌陷，因此为了保证钴酸锂材料结构的稳定性，一般将钴酸锂材料的容量限定在140mAh/g左右，也就是将工作电压控制在4.2V左右。
近年来随着锂离子电池的能量密度的持续提升，传统的钴酸锂材料已经无法满足高比能锂离子电池的需求，加之钴是一种战略金属，价格较高，也限制了钴酸锂材料在动力电池领域的应用。
为了解决钴酸锂材料容量低、价格高的问题，人们开发出了富锂材料。富锂材料具有固溶体结构，比容量可达300mAh/g，并且由于大量采用了价格低廉的Mn元素，极大的降低了富锂材料的成本，是一种十分具有希望的新一代锂离子电池正极材料。
但是富锂材料也存在着自身固有的问题，例如倍率性能差、循环性能差和电压衰降等，只有解决这些问题，才能让广大的电动汽车厂商接受和采用富锂材料动力电池。
为了解决上述问题，北京交通大学的Linjing Zhang等人开发了一种两步水热法合成高倍率性能纳米富锂材料，该材料具有良好的循环性能和倍率性能，1C倍率下比容量可达238.7mAh/g，10C的倍率下，比容量仍然可达182.7mAh/g。
Linjing Zhang利用两步水热法合成了Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2材料，该方法主要包含两个步骤，第一步利用葡萄糖在180℃下水热法合成碳微球，作为第二部模板。在第二步水热法合成过程中，以Ni和Mn的醋酸盐作为原料，在450℃下合成富锂材料，通过在其中添加不同的数量的第一步过程所合成的碳微球来改善富锂材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的形貌结构，这些添加的碳微球模板在后续的烧结过程中会发生分解，从而不会残存碳材料。
研究发现，当碳微球的添加量过少时，反而会造成富锂材料的纳米颗粒发生团聚，而碳微球过多时则会造成材料的颗粒过于松散，添加10wt%碳微球的富锂材料具有最好的循环性能、倍率性能和最少电压衰降。
电化学测试发现，添加10%碳微球的富锂材料表现出了最好的循环性能，电池在2.0-4.8V之间循环，电流密度为25mA/g，50次循环的容量保持了为92%，电压衰降为4.1%。在倍率测试中发现该材料还具有良好的倍率性能，在1C、2C、5C和10C的倍率下，该材料的放电容量分别为238.7，219.3，204.8和182.7mAh/g。
形貌调整是改善正极材料性能的有效方法，通过减小活性物质颗粒的粒径可以显著的降低Li+的扩散路径，改善扩散动力学特征，但是材料颗粒的粒径过小也会造成热稳定降低，颗粒团聚和副反应增加等问题，因此正极材料形貌的调整需要考虑诸多因素的影响。
