锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的研究进展

综述了锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的研究现状.对该材料结构、合成方法、电化学性能及热力学稳定性的研究进展作了较为详细的介绍,并对它的发展进行了展望.     

正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的表面包覆改性研究

采用共沉淀结合固相反应方法合成了富锂的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料,并分别以CeO2和AlF3对这种材料进行了表面包覆改性。采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)等方法表征材料的结构和形貌。所合成的球形Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料为层状晶体结构。AlF3可以均匀包覆在Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料表面,包覆层厚度约为2 nm。AlF3包覆后富锂材料的电化学性能提升效果优于CeO2。AlF3包覆量为1%时,该富锂三元氧化物正极材料的首次充放电效率、容量保持率及倍率性能得到了显著的提高。EIS分析表明,AlF3包覆可避免富锂三元氧化物正极材料与电解液的直接接触,降低了传荷阻抗,从而有效提高了材料的电化学性能。     

掺锑二氧化锡包覆改善LiNi0.82Co0.11Mn0.07O2正极材料性能研究

采用固相法在LiNi_0.82Co_0.11Mn_0.07O₂(高镍NCM)正极材料表面包覆了纳米掺锑二氧化锡(ATO),并对比了不同包覆比例对正极材料性能的影响。扫描电子显微镜(SEM)检测表明,ATO在高镍NCM正极材料表面均匀分布。相比未包覆的高镍NCM正极材料(P-NCM),经过包覆的高镍NCM(ATO-NCM)表现出了更好的倍率性能与循环性能,0.25%(质量分数)ATO-NCM常温时3 C的放电比容量可达178.76 mAh/g,而P-NCM的放电比容量仅为166.02 mAh/g,1 C 50次循环后,0.25%的ATO-NCM材料的循环容量保持率为95.6%,远高于P-NCM的91.2%。ATO包覆可将高镍NCM的热分解温度提升10℃以上,且放热量更低。     

LiFePO4纳米棒的合成与电化学性能

采用水热-固相二步法合成了纳米棒状磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料,并对晶体结构、形貌和性能进行了XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和恒流充放电分析。利用水热法可合成纳米棒状磷酸亚铁[Fe3(PO4)2.H2O]前驱体,固相法可得到纯相LiFePO4纳米棒。在2.5~4.2 V充放电,产物的1.0C、5.0C放电比容量分别为125 mAh/g和104mAh/g,具有良好的高倍率性能。     

正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶体结构和作为锂离子电池正极材料的电化学反应特征,总结了合成条件和制备方法对其物理性能和电化学性能的影响,以及不同掺杂元素(B,F,Mg,Fe,Al,Si等)对其的改性作用.     

合成温度对LiNi1/3Co1/3Mn1/33O2结构和电化学性能的影响

采用高温固相法合成了层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子正极材料,研究了合成温度及合成时间对材料结构(包括Li-Ni阳离子混排)以及电化学性能的影响。实验结果表明975℃7 h合成的样品具有最好的电化学性能,在0.1 C时2.5～4.3 V间,其首次充放电比容量分别为173.7、149 mAh/g,前10周容量保持95%。精修结果表明所得材料存在Li-Ni阳离子混排,Li层中有5%的位置被Ni所占据。     

LiNi0.5Mn0.4Co0.1O2的合成和性能研究

用共沉淀工艺制备出锰镍复合氢氧化物[M(OH)2,M=Ni、Mn和Co],利用该复合氢氧化物前驱体和锂盐球磨混均后,高温焙烧,然后自然冷却合成出一种新型的锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.4Co0.1O2。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学性能测试,发现该材料具有较小的表面积和层状结构,同时表现出较高的充放电容量、较佳的循环性能和较好的结构稳定性。     

碳源对核壳结构LiFePO4/C纳米复合正极材料性能影响

采用二步反应的方法制备了核壳结构的LiFePO4/C纳米复合锂离子电池正极材料,这种方法包括聚苯胺包覆的FePO4前驱体的制备和在碳源材料存在下高温焙烧。聚苯胺的初始包覆能够有效地防止FePO4在高温下进一步生长,有利于制备纳米尺寸的LiFePO4/C纳米复合物。碳源材料的类型对所得LiFePO4/C的颗粒尺寸,形貌,电化学性能具有十分明显的影响。以蔗糖为碳源合成的LiFePO4/C材料具有较小的颗粒尺寸、较高含量的均匀的表面碳包覆层,并显示出最佳的电化学性能。     

层状Li1.3Ni0.35Mn0.65O2.3锂离子电池正极材料制备与表征

通过共沉淀法制备了Ni0.35Mn0.65(OH)2,并与碳酸锂混合,经高温煅烧得到层状Li1.3Ni0.35Mn0.65O2.3。通过XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)和电化学性能测试对所得样品进行了表征。考察了烧结温度和烧结时间对材料的结构和电化学性能的影响。结果表明,在优化条件下合成的正极材料具有很好的α-NaFeO2型层状结构,粒度分布均匀,形貌呈球形。以0.1 C的电流在2.0～4.6 V充放电时,放电比容量达180～220 mAh/g,同时具有良好的循环可逆性能。     

聚合物锂离子蓄电池正极材料LiNi0.7Co0.3O2的制备

在聚合物锂离子蓄电池正极材料常规制备工艺的基础上开发了球磨干混-旋转振动高温固相合成新工艺,合成了正极改性材料LiNi0.7Co0.3O2.研究了原材料、煅烧条件等工艺过程参数对合成产物结构、微观形貌及充放电性能的影响.通过本工艺制得的LiNi0.7Co0.3O2颗粒均匀细致,平均粒径约为10 μm,放电初始比容量达177 mAh/g.     

锰酸锂晶体显微结构对电池电气性能的影响

介绍了不规则锰酸锂、球形锰酸锂和单晶锰酸锂三种不同形貌锰酸锂的合成工艺。采用显微图像测试方法对样品形貌及结构进行测试,研究它们的性能。对分别使用三种锰酸锂作为原材料制备而成的纽扣电池、软包电池进行电池循环、差热分析法(DTA)等测试,分析材料形貌在材料结构和热稳定性方面的作用。测试结果表明,单晶锰酸锂(LMO)综合性能最佳,尤其循环性能和热稳定性;不规则LMO各项性能指标均表现不佳;球形LMO多数性能指标居中,除倍率放电能力最优。     

优化锂离子电池锰酸锂正极片的工艺

考察活性物质含量、导电剂含量、粘结剂含量及制片压力等因素对锂离子电池锰酸锂正极片电化学性能的影响。通过正交实验L3 3 (9)确定制作锰酸锂正极片的最佳工艺。优化后的制片工艺能够正确反映锰酸锂活性物质的电化学性能     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

综述了新型锂离子电池正极活性材料LiFePO4的研究概况,系统地阐述了LiFePO4的结构特征及性能;从添加导电剂或导电剂前驱体、掺杂改性以及合成纳米颗粒等方面论述了改善LiFePO4电化学性能的基本途径。     

非水性锂-高铁酸盐电池的制备及其电化学性能

为了研究探索高铁酸盐在非水体系作为电池正极活性物质的电化学性能,采用次氯酸盐氧化法合成了高铁酸钾(K2FeO4)和高铁酸钡(BaFeO4),采用铬酸盐氧化法和X射线衍射对合成产物进行了纯度分析和结构表征,还将高铁酸盐作为非水性锂原电池的正极活性物质与金属锂配对制得非水性锂 高铁酸盐原电池,并对其电化学性能进行了初步的考察。研究结果表明,合成产物中K2FeO4的纯度可达95%以上,X射线衍射分析证实所制得的产物主要成分是K2FeO4;高铁酸盐可以作为非水性电池的正极活性物质,用来制备锂 高铁酸盐原电池;Li K2FeO4电池放电曲线平坦,放电容量高,开路电压可以达到3.4V,平均工作电压为2.5V,质量比容量可以达到330mAh/g;在相同的放电条件下,Li BaFeO4电池要比Li K2FeO4电池具有更好的放电性能、更低的极化损失和更高的工作电压。     

锂离子蓄电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

对Li4Ti5O12 的结构与电化学性能的关系、制备方法、掺杂改性研究现状等进行了介绍。锂离子蓄电池负极材料锂钛复合氧化物———Li4Ti5O12 相对于锂电极的电位为 1.5 5V ,理论容量为 175mAh/ g ,实验容量为 15 0～ 160mAh/ g。在Li 嵌入和脱出的过程中 ,其晶型不发生改变 ,有很小的收缩和膨胀 ,体积变化小于 1% ,被称为“零应变”材料。以该材料为负极的锂离子蓄电池具有很好的循环性能 ,同时相对于石墨等碳负极 ,安全性和可靠性也得以大大改善 ,具有应用在电动汽车、储能电池等方面的优良前景 ,在全固态锂离子蓄电池的研究中也大多采用该活性材料作为负极     

高可逆比容量锡负极循环性能的改善

为了改善锂离子蓄电池中高比容量锡负极的循环性能 ,采用多孔结构、高比表面积的多孔碳材料为载体制备得到Sn/PC复合材料。电化学测试表明 :用该类复合材料制备的电极表现出良好的锂嵌脱能力 ,循环性能比锡类电极有显著提高 ,其循环性能和可逆比容量与复合电极中锡的含量密切相关。第二次循环后复合电极充放电效率接近 10 0 % ,具备较好的充放电倍率特性和较低的嵌、脱锂电位。制备出的复合材料能防止锡嵌、脱锂过程产生的严重体积效应 ,从而提高电极循环性能 ,为锂离子蓄电池中合金类高比容量负极材料的实用提供了崭新的思路     

溶胶凝胶法合成LiMn2-xCoxO4及其性能研究

为了改善LiMn2 O4 作为锂离子蓄电池正极材料的循环可逆性能 ,我们采用溶胶 凝胶法掺杂合成了形如LiMn2 x CoxO4 的化合物 ,并用粉末X射线衍射技术 (XRD)研究了产物的晶体结构与电化学性能的关系。研究结果表明 ,在掺杂量 (即x值 )不是很大时 ,材料都能保持较好的尖晶石结构。在LiMn2 O4 中掺杂Co可明显地改善LiMn2 O4 的循环可逆性能。当x =0 .0 5时 ,5 0次循环后的容降由LiMn2 O4 的 10 %降低到 4%。同时 ,掺Co还可提高材料的大电流放电性能。当x =0 .1时 ,1C倍率放电容量与 0 .2C倍率放电容量的百分比值由LiMn2 O4 的 78%提高到 89%。     

一种新型锂离子蓄电池阴极材料——锰结核的嵌锂行为

研究了天然锰结核作为锂离子蓄电池阴极材料的可行性 ,从其组成结构与电化学嵌锂行为作了广泛全面的研究和评价。研究结果表明 ,锰结核的电化学性质是由钡镁锰矿和水羟锰矿加和的结果 ;锰结核的锂离子嵌入脱出电位在 2 .6V和 3V附近 ,在 2 .5～ 4.1V之间充放电 2 0 0多次后 ,放电容量降至约 10 1mA/ g ,保持率为 92 .5 % ,具有较好的充放电可逆性能 ,表明层状结构的钠水锰矿和水羟锰矿是一种良好的锂离子嵌入脱出电极材料 ,它是一种具有应用前景的新型锂电池和锂离子电池阴极材料。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成与性能

采用Sol-Gel法和共沉淀法成功合成了尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电化学测试对不同合成方法对材料性能的影响进行表征。结果表明制备方法对材料的结构、形貌以及电化学性能具有较为重要的影响。     

环氧树脂/SiO2空心球低介电常数材料的制备与性能研究

以正硅酸乙酯为前驱体,采用模板法制备了粒径为50 nm左右的SiO<,2>空心球,并将其掺入到环氧树脂中,制备了EP/SiO<,2>空心球纳米复合材料.采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)和精密阻抗分析仪分别对复合材料的化学结构、断面形貌、热稳定性及介电性能进行了表征.结果...