包覆型锂离子正极材料LiNi0.9Mn0.03Co0.07O2的合成与性能

采用复合包覆法合成了锂离子正极材料LiNi0.9Mn0.03Co0.07O2,前驱体的合成过程条件与最终包覆的材料性能有关。讨论了包覆沉淀反应过程中沉淀剂、pH值、搅拌速度和氨水浓度对电化学性能的影响。同时还考察了煅烧制度对材料电化学性能的影响。结果表明：在优化条件下Co,Mn均匀包覆在β-Ni（OH）2表面上;合成的正极材料LiNi0.9Mn0.03Co0.07O2在电压范围3～4.3V,电流密度30mA·g^-1下,第二次放电容量为194mAh·g^-1,50次循环后容量仍保持为189mAh·g^-1,材料循环性能稳定。     

锂离子电池正极材料LiCoO2的碳包覆研究

在锂离子电池中,一般情况下导电剂乙炔黑或炭黑在锂离子电池正极物质中的质量百分比为6%～8%,体积百分比为20%～30%.本文为了进一步提高锂离子电池的电化学容量,从降低导电剂在正极物质中的体积百分数,相对提高正极LiCoO2活性材料在正极物质中的体积百分数着手,在正极LiCoO2活性物质表面包覆有机超精细碳（UFC）.有机超精细碳极细小（直径150 nm）,使得活性物质表面上的导电层很薄,导电剂所占的体积极小（仅为2～3%）,这使得LiCoO2活性物质占有很大部分正极空间,使LiCoO2活性物质的电化学比容量提高,同时也使电池的内阻减小,正极活性物质与碳网络的接触良好.     

锂离子电池正极材料表面包覆的研究进展

锂离子电池正极材料是锂离子电池发展的关键。对锂离子电池正极材料进行包覆是改善其性能的有效方法。锂钴氧和锂锰氧正极材料表面包覆后的循环性能,特别是高温下的循环性能可以得到有效的改善。对于LiFePO4来讲,表面包覆主要是解决这类正极材料导电性问题。文章综述了国内外锂离子电池材料表面包覆的研究现状,提出了作者对将来研究方向的一些看法和建议。     

掺杂对正极材料LiNi0.8Co0.2O2电化学性能的影响

论述了近年来元素掺杂改善正极材料LiNi0.8 Co0.2 O2电化学性能的研究现状。对层状结构的稳定性与电化学性能的关系进行了分析，对不同的元素掺杂效果进行了比较。认为在优化合成条件的基础上，元素掺杂是提高锂离子电池正极材料电化学性能最有效的途径之一。     

固相法制备LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2正极材料的研究

以LiOH·H2O和Ni，Co，Mn过渡金属或其氧化物为原料，采用固相法制备了锂离子电池正极材料LiNi0．25Co0．5Mn0．25O2。对产物进行了XRD，SEM及电化学性能等测试。结果表明：过渡金属原料对所得产物性能的影响很大，在其他原料相同的情况下，以金属Mn为原料所得产物相比以MnO2为原料所得产物具有结晶程度更加完整、颗粒尺寸更大、振实密度更高、电化学性能更好等特点；以金属Ni，Co，Mn为原料所得产物的不可逆容量较低、首次放电比容量可达171．6mAh·g^-1，振实密度高达2．87g·cm^-1。     

镍锰酸锂正极包覆材料研究进展

近年来,锂离子电池(LIB)成为了便携式电子产品和电动汽车(EV)中不可或缺的一部分。LiNi_0.5Mn_1.5O₄(镍锰酸锂简称LNMO)作为正极材料,由于其能量密度可观(650 W·h·kg^-1)、工作电压高(4.7 V)、原材料成本低和安全性能好受到广泛关注。然而,LNMO正极目前存在高温下循环性能差和容量下降的问题。表面包覆技术被认为是一种前景极佳的解决方案。本文从包覆材料以及包覆方法上总结了目前LNMO正极包覆领域的研究进展。     

碳酸盐共沉淀法合成Li1＋xNi0.6Co0.2Mn0.2O2Fx正极材料及其电化学性能

采用碳酸盐共沉淀法合成Li1＋xNi0.6Co0.2Mn0.2O2Fx正极材料,研究了不同含量的Li、F复合掺杂对LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2样品的晶型结构、形貌以及电化学性能的影响.研究结果表明：Li、F复合掺杂未改变LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2样品的层状结构;掺杂后的样品颗粒细化;电化学循环性能和电极过程的可逆性明显得到提高.掺杂量x=0.06时,Li1＋xNi0.6Co0.2Mn0.2O2Fx样品的首次充放电容量分别为168,160 mA·h/g,循环50次后容量为153 mA·h/g.     

碳酸盐共沉淀法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其电化学性能

以碳酸盐共沉淀法合成了Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体,然后以Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3和LiOH·H2O为原料,合成出了层状锂离子电池正极材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2.通过XRD,SEM和电化学测试对Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征.结果表明,800℃烧结12 h所合成的样品粒度大小分布比较均匀,以0.2 C充放电,其首次放电容量为153 mAh·g-1,循环30次后容量为140 mAh·g-1.     

微波合成法制备锂离子电池正极材料LiCoO2

以LiOH、Co2O3为原料,用微波合成法在不同的反应时间下制备了锂离子正极材料LiCoO2粉体,用XRD、SEM对样品的结构和形貌进行了研究.结果表明:微波合成法可以制得晶粒尺寸细小,分布均匀,纯度高、具有层状结构的LiCoO2电池材料,且随着反应时间的增加,层状结构完整.用DC-5电池测定仪对样品进行充放电性能测试,结果表明,随着反应时间的增加,样品充/放电容量增大,放电平台和充放电时间均显示出微波合成的LiCoO2的电化学活性.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4

阐述了近年来LiMn2O4材料在结构、合成和循环性能的研究情况。在结构上,论述了LiMn2O4作为正极材料的理论基础和其在充放电过程中的结构变化。在合成上,论述了合成方法和原材料对性能的影响。在循环性能上,论述了体相掺杂和表面相掺杂两种改善循环性能的方法。     

Fe2O3粉末表面非均匀成核法包覆

为解决氧化铁红在高温下呈现不稳定性的问题, 采用非均匀成核法使Si（OH）4和Al（OH）3均匀包覆在氧化铁红粉末颗粒表面, 用X射线衍射仪、透射电镜、 Zeta电位测定仪对包覆前后的Fe2O3粉末颗粒进行分析. 结果表明, 通过非均匀成核法可以制备出被SiO2和Al2O3包覆的Fe2O3复合粒子, 其技术的关键是如何控制反应溶液pH值和涂层物质沉淀的反应浓度, 以保持被覆颗粒稳定的悬浮特性.     

LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料的合成与性能

采用共沉淀-高温固相法制备LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2锂离子正极材料,并使用X 射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）技术分别表征其结构和形貌.然后将所得LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料组装成扣式电池,并表征其电化学性能,探讨烧结温度和锂配量对其电化学性能的影响.结果表明：所得LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料的放电比容量随烧结温度的升高而增大,且在900℃时表现出最佳的电化学性能.室温下,1C倍率下,锂配量(n(Li)/n(Ni+ Co+ Mn)=1.09)时,正极材料的首次放电容量为143.7 mAh/g,50次循环后,正极材料的放电比容量仍有141.3 mAh/g,容量保持率为98.3%.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2的制备与性能研究

以自制Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2前驱体和Li_2CO_3为原料,在空气气氛下采用固相烧结工艺制备了LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2锂离子电池正极材料。通过SEM和XRD等手段对材料烧结前后形貌与结构进行表征,并测试了烧结后锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明,Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2前驱体具有良好的片状嵌入结构,且烧结制备的LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2正极材料混排因子c/a=4.967 3,阳离子混排因子I(003)/I(104)=1.25、I(006+102)/I(101)=0.333、I(018)/I(110)=0.87,表明LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2具有良好的层状结构。在2.5~4.6V、0.2C和0.5C下,LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2正极材料的首次放电比容量分别为166和154mAh/g,循环80次后容量分别保持为111和100mAh/g,具有良好的电化学性能。     

稀土掺杂合成离子电池正极材料LiMn2O4技术

锂离子电池由于工作电压高、自放电率低、能量密度大、循环寿命长而广泛应用于便携式设备.与锂钴氧相比,锂锰氧以其价格低廉、对环境无污染是一种更有吸引力的锂离子动力电池正极材料,但比容量低和高温循环性能差是长期以来困扰锂锰氧实现工业化的关键技术难题.我们采用机械化学活化法制备前驱体合成了多元稀土掺杂锂锰氧材料,研究表明,用稀土修饰的锂离子电池正极材料掺杂锂锰氧(LixMn2yREzO4,0.95≤x≤1.1,0≤y≤0.3,0≤z≤0.3),具有较标准的尖晶石结构;掺入合适的稀土元素后所合成的正极材料的比容量和循环性能都具有较大的改善,同时也具有比较优良的高温性能.     

非均质形核细化16Mn钢凝固组织

通过感应炉对比实验,考察了基于不同非均质形核理论计算所得的三类有效形核质点Ce₂O₃、ZrO₂和MgO对细化16Mn钢凝固组织的影响.结果表明:只符合点阵错配度理论判据的MgO形核质点将铸锭等轴晶率从32%提高至37%;只符合静电作用理论判据的ZrO₂形核质点将等轴晶率提高至40%;同时满足点阵错配度理论和静电作用理论判据的Ce₂O₃非均质形核质点将等轴晶率提高至44%.在上述三个非均相成核的粒子中,Ce₂O₃能最大程度细化16Mn钢凝固组织.钢中形成以上三类形核核心后,钢的原始奥氏体晶粒尺寸以及显微组织均得到不同程度细化.     

300 kA大型电解槽阴极新材料的应用

对我国伊川电解铝厂300 kA大型预焙槽进行大修时,采用了不同石墨质的碳阴极、振动成型TiB2涂层阴极和刷涂TiB2涂层阴极等新材料,通过研究电解槽启动后一段时间内不同阴极材料的炉底电压降、电阻随时间的变化关系和铝液中Ti含量的变化规律等,寻找综合性能较佳的阴极材料,使其可达到降低炉底压降,形成完好的炉帮,从而有效地提高槽寿命的目的.研究发现TiB2质量分数为30%的振动成型阴极碳块的阴极电压降和铝中Ti的质量分数均较低,分别为261mV和0.002 5%;认为采用全石墨化阴极和振动成型硼化钛涂层阴极可以节省电能降耗.     

钢液非均质形核触媒效用的点阵错配度理论

对钢液凝固温度下各种化合物基底与钢液凝固形核相(δ-Fe和γ-Fe)的二维错配度进行了计算,并对点阵错配度与钢液非均质形核触媒效用的关系进行了分析和讨论.结果表明:基底与形核相的错配度δ越小,越有利于非均质形核.凝固过冷度的对数与基底和形核相的二维错配度近似呈线性关系.基底与形核相的错配度δ<8%,非均质形核效用显著.     

Research on cathode material of Li-ion battery by yttrium doping

Modification of LiFePO4, LiMn2O4 and Li1 xV3O8 by doping yttrium was investigated. The influences of doping Y on structure, morphology and electrochemical performance of cathode materials were investigated systematically. The results indicated that the mechanisms of Y doping in three cathode materials were different, so the influences on the material performance were different. The crystal structure of the three materials was not changed by Y doping. However, the crystal parameters were influenced. The crystal parameters of LiMn2O4 became smaller, and the interlayer distance of (100) crystal plane of Li1 xV3O8 was lengthened after Y doping. The grain size of Y-doped LiFePO4 became smaller and grain morphology became more regular than that of undoped LiFePO4. It indicated that Y doping had no influence on crystal particle and morphology of LiMn2O4. The morphology of Li1 xV3O8 became irregular and its size became larger with the increase of Y. For LiFePO4 and Li1 xV3O8, both the initial discharge capacities and the cyclic performance were improved by Y doping. For LiMn2O4, the cyclic performance became better and the initial discharge capacities declined with increasing Y doping.     

LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2@LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合正极材料的制备及性能

采用简单的机械球磨混合法制得NCM@LMFP/C(LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂@LiMn_0.6Fe_0.4PO₄/C)复合正极材料,系统地研究了NCM与LMFP/C复合比例(9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5)对材料电化学性能和热稳定性的影响.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对复合正极材料的结构与形貌进行表征研究.研究结果表明:当NCM与LMFP/C复合比例小于8∶2时,亚微米级LMFP/C出现富集、团聚,将NCM包埋其中.当NCM与LMFP/C复合比例为8∶2时,LMFP/C均匀地包覆在NCM颗粒表面或填充于其颗粒空隙中,材料的电化学性能最优、热稳定性良好:电流为0.1 C和1 C时的放电比容量分别为180.1和165.0 mAh/g,均高于理论测算容量(178.9和164.3 mAh/g);循环80周后容量保持率为95.7%,优于NCM(94.9%);复合正极材料热失控温度...