控制结晶法制备球形锂离子电池正极材料的研究进展

球形材料具有堆积密度大、体积比容量高、加工性能好等突出优点. 球形化是锂离子电池正极材料的重要发展方向. 控制结晶法是制备球形材料的理想方法. 本文介绍了控制结晶法的原理, 综述了采用控制结晶法制备球形锂离子电池正极材料---LiCoO₂、LiNi_0.8Co_0.2O₂、LiMn₂O₄、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiFePO₄的研究和发展, 并对球形材料在锂离子电池中的应用前景进行了分析.     

表相掺杂Co的球形LiMn2O4制备及其电化学性能

通过CoSO4与LiOH溶液的沉淀反应,在球形Mn2O3前驱体表面包覆Co(OH)2,再与Li2CO3混合后于750℃下高温烧结20h,得到表相掺杂Co的尖晶石锰酸锂正极材料.SEM和XRD结果表明,合成样品为球形,表面粗糙,属于单一的立方晶系尖晶石结构,无其它杂相产生.与纯相LiMn2O4相比,表相掺杂Co的正极材料在室温和55℃时的循环比容量和电化学性能均得到一定提高.     

多孔球形五氧化二铌的制备及其在超级电容器中的应用

采用水热法制备了球形Nb2O5活性材料,再经煅烧得到了多孔球形Nb2O5活性材料,将两种活性材料作为超级电容器的正极材料;通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对两种活性材料形貌和微观结构进行了研究。研究结果表明,两种活性材料均是球形结构,且多孔球形Nb2O5具有更丰富的孔洞和通道,这使得该材料具有优异的电化学性能。通过比较两种活性材料的电化学性能,结果发现多孔球形Nb2O5的电化学性能更优,在0.5 A/g的电流密度下其比容量达到351 F/g,且具有良好的倍率性能,在5.0 A/g的电流密度下比容量仍有225 F/g,在电流密度为2.0 A/g下经过3 000次循环后容量保持率高达92%。     

锂离子电池纳米正极材料的研究进展

综述了近年来纳米技术在锂离子电池正极材料中应用的最新进展,重点阐述了纳米LiCoO2、LiMn2O4及LiFePO4等正极材料的制备及其性能.纳米正极材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、共沉淀法、模板法及水热法等,电极材料的纳微米化对锂离子电池的电化学性能和循环性能的改善有着显著的意义.     

以Fe2O3为原料合成FePO4及其在正极材料LiFePO4合成中的应用

以Fe2O3、NH4H2PO4和H2NCONH2为原料,采用流变相法合成FePO4,探究了温度对其合成过程的影响。以此FePO4为铁源,再采用流变相法制备出正极材料LiFePO4。产物FePO4和LiFePO4的晶型、形貌分别通过XRD和SEM表征,XRD结果表明,FePO4属三斜晶系,具有α-石英结构,而LiFePO4属于斜方晶系,具有橄榄石结构;SEM结果表明,FePO4样品颗粒呈层状分布,LiFePO4晶体形貌为类球形,两者分散度良好,平均粒径均为2μm左右;对所得正极材料LiFePO4进行恒电流充放电测试,其初始放电容量达163.4 mAh/g。采用循环伏安、交流阻抗等对LiFePO4电化学性能表征,结果均显示其电化学性能良好。表明以Fe2O3为原料采用流变相法所得磷酸铁是合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂的较理想的铁源。     

控制结晶工艺制备球形材料

介绍了利用控制结晶工艺制备球形结晶颗粒的理论依据、设备和工艺参数，并给出了利用控制结晶技术制备高密度球形电池活性材料的基本工艺过程；所制备的材料性能测试及电化学性能测试结果表明，控制结晶工艺制备的正极材料具有球形化好、密度高、流散性好、电化学活性高等优点。     

高致密球形LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2颗粒的合成及性能研究

以氨水为络合剂,NaOH为沉淀剂,通过共沉淀制备了高致密、粒度均匀的球形前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2.通过焙烧该前驱体和LiOH.H2O的混合物制备出球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2.采用XRD、SEM、TEM、TGA/DSC以及恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征.结果表明,球形前驱体是由纳米级一次颗粒团聚形成,而不是晶粒的长大,且反应时间对前驱体的形貌、粒径分布及振实密度有显著影响.750℃焙烧16 h后的正极材料,保持了完好的球形形貌,具有最佳的层状结构和电化学性能,振实密度最大(2.98 g/cm3),首次放电容量为202.4 mAh/g,倍率性能佳,在3C的放电电流下容量为174.1 mAh/g,且循环性能优良,在40次循环以后,放电容量保持率为92.3%.     

LiNi0.75Al0.25O2的制备与性能

LiNi0.75Al0.25O2是很有希望取代LiCoO2的新一代锂离子电池正极材料。采用球形Ni(OH)2和LiNo3、Al(OH)3为原料，空气气氛条件下700℃恒温8h合成了锂离子电池正极材料LiNi0.75Al0.25O2。X衍射分析表明合成的LiNi0.75Al0.25O2粉末结晶良好，具有规整的α—NaFeO2层状结构，扫描电镜分析表明粉末颗粒呈球形，粒径约为7μm。充放电测试表明，合成的LiNi0.75Al0.25O2正极材料具有优良的电化学性能。     

锂离子电池正极材料Li[Ni_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)]O_2的合成新方法

采用溶胶-凝胶法在球形Ni(OH)2颗粒表面包覆钴、锰氧化物,合成了核壳结构的镍钴锰酸锂复合正极材料Li[Ni0.92Co0.04Mn0.04]O2。用X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电测试等方法对材料的结构、表观形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,与镍酸锂材料相比,该镍酸锂复合正极材料表现出了较高的比容量,较好的循环稳定性及更好的安全性。     

钴含量对锂离子电池正极材料LiCo_xMn_(2-x)O_4的性能影响

采用流变相法合成了LiCoxMn2-xO4(x=0.00,0.05,0.10,0.15),并结合XRD、SEM和电化学性能测试等手段,研究了掺钴量对锂离子电池正极材料LiCoxMn2-xO4的晶体结构、外观形貌和电化学性能的影响。研究结果表明:钴的掺入能提高合成材料的结构稳定性;当x=0.05时,材料LiCoxMn2-xO4具有较高的放电比容量和较好的循环性能,可作为锂离子电池的正极材料。     

尖晶石LiMn2O4表面包覆MgO及其性能

Mn^2 在电解液中的溶解是引起LiMn2O4正极材料性能恶化的重要原因。用沉淀法在LiMn2O4表面包覆一层Mg(OH）2,再进行热地理,制备由表面包覆MgO的LiMn2O4。用X光电子能谱、扫播电镜和X射线衍射对包覆前后的LiMn2O4的结构进行了表征。充放电测试结果表明．经表面修饰处理后LiMn2O4的循环及高温性能明显改善。研究结果表明表面修饰北理可以抑制正极材料和电解液之间的相互作用．是改善锂离子二次电池正极材料性能的有效途径。     

锂离子二次电池正极材料氧化锰锂的研究进展

综述了最近几年对于锂离子二次电池正极材料氧化锰锂的研究。研究的氧化锰锂材料主要有尖晶石结构的ＬｉＭＮ２Ｏ４、Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ９和Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ１２以及层状结构的ＬｉＭｎＯ２。对于ＬｉＭＮ２Ｏ４,通过引入适当的杂原子和采用新的溶胶－凝胶法制备复相 可以有效地克服Ｊａｈｎ－Ｔｅｌｌｅｒ效应所造成的容量衰减现象。Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ９display structure     

锂离子电池正极材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的研究进展

综述了近几年锂离子电池正极材料层状三元过渡金属氧化物LiCoxNiyMn1-x-yO2的研究进展，重点讨论了综合性能优异的LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的电化学性能、结构、制备方法以及存在的不足，LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2与其它商业化正极材料相比具有高容量、热稳定性好、高倍率放电等诸多优异的性能，若能解决循环、存放等问题，将有望成为新一代锂离子电池正极材料。     

镁电池的研究进展

镁电池具有高功率、高能量密度、低成本、无毒害等特点.介绍了镁电池的类型和工作原理,综述了镁合金负极、镁电池正极、电解液等方面的研究进展,指出镁负极中添加稀土及Ga等合金元素可改善电池性能,正极材料采用有机化合物可使电池放电平稳、电解液以Mg(ClO4)2最有前途,讨论了镁电池的发展方向.     

LiFePO_4的研究进展、问题及解决方法

具有橄榄石结构的LiFePO4作为锂离子动力电池的正极材料具有成本低、无毒、原材料来源丰富和良好的高温电化学能力而成为当前研究热点之一.综述了近期国内外锂离子电池正极材料LiFePO4的研究状况,分析和总结了LiFePO4正极材料在结构和性能方面存在的缺陷以及所采取的改进途径,并对该材料的深入研究提出了一些新思路.通过表面包覆、粒子掺杂和制备高密度前驱体等方法的综合应用来合成高密度的LiFePO4复合材料是将来研究的重要方向.     

熔融盐法合成锂离子电池正极材料的研究进展

熔融盐法是利用熔融盐作反应物或兼作熔剂,在固液态间进行反应,可以有效降低反应温度和缩短反应时间,合成出符合计量比以及结晶发育良好的正极材料,是一种合成锂离子正极插层材料的新的有效方法.就国内外采用熔融盐法合成锂离子电池正极材料的现状,结合我们的研究情况进行了综述.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备技术及其研究进展

尖晶石LiMn2O4是最有希望替代LiCoO2的新一代锂离子电池的正极材料。本文对锂离子电池的工作原理和3种正极材料作了简要介绍。综述了近年来LiMn2O4制备技术的研究进展,并对其今后的发展进行了展望。     

Recent progress on nanostructured 4 V cathode materials for Li-ion batteries for mobile electronics

Mobile electronics have developed so rapidly that battery technology has hardly been able to keep pace. The increasing desire for lighter and thinner Li-ion batteries with higher capacities is a continuing and constant goal for in research. Achieving higher energy densities, which is mainly dependent on cathode materials, has become a critical issue in the development of new Li-ion batteries. In this review, we will outline the progress on nanostructured 4 V cathode materials of Li-ion batteries for mobile electronics, covering LiCoO₂, LiNi_xCo_yMn_1?x?yO₂, LiMn₂O₄, LiNi_0.5Mn_1.5O₄ and Li-rich layered oxide materials. We aim to provide some scientific insights into the development of superior cathode materials by discussing the advantages of nanostructure, surface-coating, and other key properties.