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1.
以Zr(NO3)4·5H2O和CH3COOLi·2H2O为原料,采用湿化学法,将Li2ZrO3包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2锂离子电池正极材料的表面,研究Li2ZrO3不同包覆比例对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2电化学性能的影响。SEM、TEM、EDS谱图分析表明,Li2ZrO3层均匀地包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面,其厚度约为8 nm。与纯相相比,1%(质量分数) Li2ZrO3包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料在1.0 C下首次放电比容量为184.7 mA·h·g-1、100次循环之后放电比容量为169.5 mA·h·g-1,其容量保持率达到91.77%,表现出良好的循环稳定性。循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)测试结果表明,Li2ZrO3包覆层抑制了正极材料与电解液之间的副反应,减小了材料在循环过程中的电荷转移阻抗,从而提高了材料的电化学性能。 相似文献
2.
通过采用共沉淀法制备了Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体,利用固相法研磨混合碳酸锰和碳酸锂,在氧气氛围下煅烧制备得到了Li2MnO3-LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料,通过利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)表征了所制备材料的结构、成分和形貌等。通过恒流充放电、交流阻抗等方法对材料的电化学性能进行测试。结果表明,与未改性材料进行对比,3%(质量分数)Li2MnO3复合改性材料0.5C下首次放电容量为183 mA·h/g,经过120次充放电循环,容量保持率为93.9%;同时,在高倍率下复合改性材料放电容量也得到提高。因此,采用固相法煅烧复合Li2MnO3-LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料,可以制备出电化学性能优异的正极材料。 相似文献
3.
基于水热/溶剂热法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2电极材料,以镍、钴、锰乙酸盐为原料,以六亚甲基四胺为沉淀剂、水或乙醇为溶剂,通过调节溶剂组分控制Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2(NCM)的成核与生长速率,从而合成两种形貌不同的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体,再经过混锂煅烧获得LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料,研究比较了其电化学性能。以水为溶剂通过水热法合成的前驱体样品呈现出由一次片状颗粒紧密堆积组成的长方体状二次颗粒形貌,经混锂煅烧得到的产物表现出较高的放电比容量,在0.5C倍率下首次放电比容量可达到189.70 mA·h/g,循环200次容量保持率为69.72%。以乙醇为溶剂通过溶剂热法合成得到球形二次颗粒前驱体,最终得到的产物具有多孔球形结构,表现出了优异的循环性能,0.5C首次放电比容量为178.65 mA·h/g,循环200次容量保持率仍高达94.55%。 相似文献
4.
采用La掺杂和固态电解质Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3包覆对LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2进行改性,研究掺杂和包覆对LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2结构与性能的影响。结果表明:适量的La掺杂可以降低LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2材料的离子迁移阻抗,提高Li+扩散系数,稳定材料的结构,从而提高材料的放电比容量及循环性能,当La掺杂量为0.1 wt%时,首次放电比容量为180.1 mAh·g-1,经过100次循环后的容量保持率高达93.34%,远高于未掺杂样品的86.20%。Li1.3Al0.3Ti1.... 相似文献
5.
采用碳酸盐共沉淀法和高温烧结工艺将一定量的Mo6+掺杂到Li1.20Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料中。利用XRD、SEM、EDS和恒流测试仪研究Mo6+掺杂对Li1.20Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果显示,Li1.20Mn0.52Ni0.13Co0.13Mo0.02O2表现出更低的阳离子混排和优异的电化学性能。经过Mo6+掺杂后的正极,由于Li+高速的迁移速率,使得首次不可逆容量损失降低,并展现出更好的高倍率性能和优异的循环稳定性。在0.5C倍率下循环100周后,Li1.20Mn0.52Ni0.13Co0.13Mo0.02O2的容量保持率达到92.2%,远远大于Li1.20Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的87.5%。另外,当放电倍率增大到5C时,Li1.20Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的放电比容量要比Li1.20Mn0.52Ni0.13Co0.13Mo0.02O2低21.0 mA·h/g。因此,采用Mo6+掺杂改性Li1.20Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料,可以有效提高锂电池的循环保持率和高倍率放电性能。 相似文献
6.
为了开发更为简单、高效制备氧化铝改性正极材料的方法,提升锂电池正极材料的倍率和循环性能,以聚丙烯酸铵(PAANH4)为分散剂制备纳米氧化铝浆料,并在锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面包覆纳米氧化铝。通过实验发现,PAANH4添加量为4%(PAANH4占氧化铝的质量分数)、球磨时间为8 h,所得纳米氧化铝粒径较小且均匀。将此纳米氧化铝浆料应用于锂离子电池正极材料改性,氧化铝的加入不改变正极材料的表面形貌、颗粒尺寸和晶体结构。在电化学性能测试中,发现在氧化铝包覆量为0.3%(质量分数,下同)时,获得较优倍率性能,在氧化铝包覆量为0.5%时,获得较优的循环稳定性能。1C倍率下,未包覆和氧化铝包覆量为0.5%的正极材料循环100次,其容量保持率分别为75.61%和84.93%。 相似文献
7.
锂离子电池作为新能源电池符合时代要求,具有良好的应用前景。电池容量、倍率性能与循环性能是电池性能的重要评价指标,在选取高能量密度电极材料的同时要充分考虑电池结构稳定性及其安全性能,三元材料基于这种思路进行设计。目前,针对电池中锂离子导通率与结构不可逆坍塌问题,通过包覆涂层、离子掺杂等手段改善锂离子电池性能已经常态化,实际需求要求有更有效的改性方法。因此,本文综述了富镍锂离子电池三元材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2(NCM424)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)的研究现状与发展导向,认为简单的单一材料改性已遇到瓶颈,改性方法复合、设计材料多元结构是提升电池性能的一大发展方向;从改性材料的合成和运行路径入手,研究分子水平上的作用机制,建立统一理论模型,通过计算模拟手段设计电极结构,实现锂离子电池突破性的发展。 相似文献
8.
采用高温固相法合成锂离子电池富镍三元材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,对其工艺条件进行优化,对产物进行X射线衍射(XRD(,扫描电镜(SEM(以及电化学性能分析。结果表明:在氧气气氛下,锂与金属元素摩尔比为1.05:1、烧结时间15 h、烧结温度750℃为最佳合成工艺条件。按最佳工艺合成的样品在1C首次放电容量高达174.9 mA·h·g-1,50次循环后比容量为158.5 mA·h·g-1,容量保持率为90.62%,表现出良好的循环稳定性。XRD和SEM表征表明,在氧气气氛下烧结的样品有良好的层状结构,阳离子混排程度小,具有较好的类球形,粒径均匀分布在10~20 μm。循环伏安(CV(和电化学阻抗(EIS(结果表明,工艺条件的优化有助于提高正极材料的电化学性能。 相似文献
9.
锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有放电比容量大、热稳定性好、成本低、安全性能好等优点,但其倍率性能有待进一步提升。本文采用水热法制备了K+掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料LNCM-xK。通过X射线衍射谱、场发射扫描电镜和X射线光电子能谱表征LNCM-xK的形貌和结构,通过电化学工作站和蓝电测试系统测试其电化学性能。结果表明:K+掺杂能有效降低阳离子混排程度,改善LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的电化学性能,其中当x=0.125时K+掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2样品(LNCM-0.125K)阳离子混排程度最低;LNCM-0.125K样品电化学性能最佳,0.2 C下50次循环后容量保持率为96.15%;在不同电流密度(0.2 C,0.5 C,1 C,2 C,5 C)下进行倍率性能测试,连续充放电30次后LNCM-0.125K样品容量保持率为97.00%。 相似文献
10.
在不同pH下共沉淀制备了正极材料LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的前驱体Ni1/3Mn1/3Co1/3(OH)2。通过对前驱体产物进行粒径分布分析、振实密度分析及扫描电镜照片分析,比较了pH对合成前驱体材料性能的影响。结果表明,在pH等于11.0条件下,合成的前驱体粒径分布均匀,振实密度高,形貌规则。将该条件下的前驱体与氢氧化锂混合煅烧制备得到LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2。经电化学性能测定,发现其电化学性能优异,在0.2 C和1.0 C下首次放电容量可达
160.0 mA·h/g和129.9 mA·h/g;在1.0 C下循环20次后,容量保持率高达94%。 相似文献
11.
通过分级共沉淀(分级进料)方法,结合高温热处理合成了金属元素(Ni,Mn)浓度从中心到表面呈梯度分布(中心富Ni,表面富Mn)的球形三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、能谱仪(EDS)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等表征了所制备材料的成分、形貌和元素分布。通过恒流充放电和循环伏安、交流阻抗等方法对材料的电化学性能进行测试。结果表明,与传统的一级共沉淀方法相比,分级共沉淀所制备材料展现出更高的倍率性能(20 C放电比容量为104.1 mAh·g-1)、循环保持率(0.5 C循环200次容量保持率为95.8%)和快速充放电性能(20 C/20 C放电比容量为85.4 mAh·g-1)。这种分级进料制备技术可以有效提高共沉淀法制备锂离子电池三元正极材料的电化学性能。 相似文献
12.
LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)是一种有前景的下一代高能密度锂离子电池正极材料,但其中的锰离子溶解严重、容量衰减严重,阻碍了其应用。本工作通过水热-煅烧合成了LiNi0.4Co0.1Mn1.5O4(LNCMO)三元尖晶石型高电压复合材料,探究了煅烧温度和升温速率等制备条件对样品形貌和结构的影响。本文合成的LNCMO样品微观形貌呈类菱形结构,物相纯净,比表面积为3.72m2/g,平均孔径为11.60nm,放电电压接近4.75V,在20mA/g下初始放电比容量达143.90mAh/g,和LNCMO的理论比容量(146.71mAh/g)的比值达98%。根据XRD和XPS等表征分析可知,复合材料中的Mn4+比例较大,Mn3+较少,且合适的煅烧温度和升温速率避免了Li x Ni1-x O杂质相的生成,因此本文制备的材料相比LNMO材料结构稳定性增强,电荷转移阻力低,电性能尤其是比容量大幅提升。本文还对比了循环前后的样品,发现其物相基本一致,但高电流密度下形貌结构坍塌严重,影响了循环稳定性。本研究提供了一种有效制备三元高电压材料的策略。 相似文献
13.
Xueyi Guo Chenlin Yang Jinxiu Chen Qinghua Tian Hongmei Zhang Guoyong Huang 《中国化学工程学报》2021,39(11):247-254
LiNi0.5Mn1.5O4 and LiMn2O4 with novel spinel morphology were synthesized by a hydrothermal and post-calcination process. The synthesized LiMn2O4 particles (5-10 μm) are uniform hexahedron, while the LiNi0.5Mn1.5O4 has spindle-like morphology with the long axis 10-15 μm, short axis 5-8 μm. Both LiMn2O4 and LiNi0.5Mn1.5O4 show high capacity when used as cathode materials for Li-ion batteries. In the voltage range of 2.5-5.5 V at room temperature, the LiNi0.5Mn1.5O4 has a high discharge capacity of 135.04 mA·h·g-1 at 20 mA·g-1, which is close to 147 mA·h·g-1 (theoretical capacity of LiNi0.5Mn1.5O4). The discharge capacity of LiMn2O4 is 131.08 mA·h·g-1 at 20 mA·g-1. Moreover, the LiNi0.5Mn1.5O4 shows a higher capacity retention (76%) compared to that of LiMn2O4 (61%) after 50 cycles. The morphology and structure of LiMn2O4 and LiNi0.5Mn1.5O4 are well kept even after cycling as demonstrated by SEM and XRD on cycled LiMn2O4 and LiNi0.5Mn1.5O4 electrodes. 相似文献