钛掺杂LiMn0.5Fe0.5PO4/C分级结构正极材料的构建及其锂离子电池性能优化

本工作创新性地采用球磨法制备钛掺杂LiMn0.5Fe0.5PO4/C（LMFP/C）正极材料，通过构建纳米级一次颗粒组成的二次球体结构，并形成完整碳包覆导电网络，同步提升材料电子导电性（electronic conductivity）和锂离子扩散速率（Li+ diffusion rate）。最优样品LMFP/C-1.5%Ti在0.1C下展现152.66 mAh g-1比容量和88.3%容量保持率，且在0-50℃宽温域均表现出卓越电化学性能。

　　

【研究亮点】

采用球磨法合成钛掺杂LMFP/C-xTi系列样品，其中LiMn_0.5Fe_0.5PO₄/C-1.5%Ti（LMFP/C-1.5%Ti）展现出卓越性能。钛离子掺杂通过增加LiO₆八面体间隙提升锂离子扩散速率，表面碳层构建二次颗粒内部完整导电网络，分级纳米结构设计既缩短锂离子迁移路径又防止循环时纳米颗粒团聚。

【结论】

本研究通过调控TiO₂掺杂量，采用球磨法制备钛掺杂LiFe_0.5Mn_0.5PO₄纳米颗粒。通过物理化学表征、电化学性能测试及反应动力学分析确定最佳掺杂量，钛掺杂显著改善材料结构稳定性和电化学性能，为高性能锂离子电池（LIBs）正极材料设计提供新策略。