锂离子电池作为一种绿色的化学电源,由于具有工作电压高、比能量高、循环寿命长和环境友好等优点而受到人们的青睐。然而,发展高能量密度的正极材料是锂离子电池应用于纯电动汽车(EV)和混合动力电动汽车(HEV)的一个巨大难题。高电压LiNi0.5Mn1.5O4材料具有4.7 V电压平台和相对较好的循环性能,被认为是一种具有开发潜力的动力电池正极材料。本文设计了一种使用单一 NaCl作为熔盐介质的熔盐法,制备出性能较好的LiNi0.5Mn1.5O4材料。熔盐介质NaCl是在室温固相反应制备前驱体的过程中在线生成,无需额外添加且属于非锂盐。考察了烧结温度对材料的结构、颗粒形貌和电化学性能的影响。发现升高烧结温度可促进颗粒生长,但对形貌影响不明显,在1000℃时合成的样品表现出最佳的电化学性能。此外,使用KOH替代NaOH,在线生成KCl作为熔盐介质,此时合成的LiNio.5Mn1.5O4材料的放电比容量较低。研究使用不同退火时间和锂含量来合成LiNi0.5Mn1.504材料,结果显示,当两实验分别采用退火40 h、锂过量11%获得的样品表现出较好的电化学性能,最高放电比容量分别为133.8 mAh·g-1和131.2 mAh·g-1.采用熔盐法和固相法合成LiNi0.5Mn1.5O4材料。研究前驱体中含有氯化物时促进八面体品粒形成的机理。其中,氯化物是来自原料中,或者是额外添加的NH4Cl,再或者是通过添加浓盐酸在线生成。结果显示,氯化物在加热分解过程中释放的HCl气体能促进八面体晶粒的形成。将氯化物拓展到溴化物、氟化物时,发现溴化物分解释放的HBr气体也有此效果,由于氟化物在较低温度即可分解释放HF气体,而不能促进八面体晶粒的形成。电化学测试结果表明,具有八面体晶粒的LiNi0.5Mn1.5O4材料表现出优异的倍率性能,以10 C倍率放电时,电池的容量保持率将近90%。