高电压镍锰酸锂动力电池正极材料研究进展

新能源电动汽车的发展使动力锂离子电池的研究受到广泛关注,不断改善和提高现有正极材料的功率性能,开发新型正极材料已成为动力电池研究的热点。首先简述了锰酸锂作为动力电池材料存在的主要问题及改性产物镍锰酸锂的研究、镍锰酸锂正极材料的结构与嵌脱锂机理,然后从研究的角度详细综述了镍锰酸锂的合成方法和针对材料循环性能的问题进行的离子掺杂和表面包覆,分析了镍锰酸锂正极材料研究中存在的问题,展望了镍锰酸锂动力电池用于高功率型正极材料的发展趋势和应用前景。     

反尖晶石离子掺杂对LiMn2O4结构性能的影响

阐述了锂离子电池锰酸锂正极材料掺杂的重要性,研究了反尖晶石离子掺杂(Fe3 、Ga3 、Al3 )对锰酸锂正极材料结构和电化学性能的影响,并提出了影响锂离子电池充放电循环性能的机理。展望了反尖晶石离子掺杂在锂离子电池锰酸锂正极材料中的发展前景。     

包埋镍酸锂的热稳定性和耐过充性

锂离子电池在受热、过充条件下容易引起安全性问题,使其应用于电动汽车、混合动力汽车的动力电源受到限制.用锂钴氧包埋镍酸锂作为正极材料,组装AA型锂离子电池,对其热稳定性、过充性和钴酸锂AA电池进行了对比研究.实验结果表明:包埋镍酸锂作为锂离子电池正极材料,其热稳定性能和钴酸锂基本相当,过充性能远远优于钴酸锂.包埋镍酸锂正极材料提高了锂离子电池的安全性.     

新型(LiFeO4+LiMn2O4)/(Li4Ti5O12+CNTS)锂离子电池的制备

用磷酸铁锂和锰酸锂复合材料作为锂离子电池的正极活性物质,与钛酸锂碳纳米管复合负极材料匹配制备了新型锂离子电池.锰酸锂提高了电池的放电电压和容量,碳纳米管提高了负极的电导率.电池循环性能良好,经100次循环后容量保持率为98.8％.     

(LiFePO_4+LiMn_2O_4)/Li_4Ti_5O_(12)电池的制备与安全性能

用磷酸铁锂和锰酸锂复合材料作为锂离子电池的正极活性物质,与钛酸锂负极材料匹配制备了钛酸锂电池。制备的电池有较宽的充放电平台,锰酸锂提高了电池的充放电电压,所制备的钛酸锂电池具有良好的循环性能、倍率放电性能和安全性能。     

混合正极材料AA型电池的高温和安全性能

用质量比为1∶1的锰酸锂和包埋镍酸锂混合正极材料,组装成AA型锂离子蓄电池。在4.20～2.75 V、1 C充放电电流和55 ℃条件下进行充放电循环,结果发现该混合材料组装的电池在高温下循环不仅表现出较高的充放电容量,而且循环稳定性较锰酸锂材料为正极的电池有很大的提高。同时,通过对比该混合正极材料与钴酸锂和包埋镍酸锂正极材料组装的AA型电池的热稳定性和耐过充性,发现该混合材料组装的电池不仅能耐145 ℃的高温,而且在3 C、10 V,5 C、10 V,3 C、15 V,5 C、15 V,3 C、20 V条件下过充均是安全的,较钴酸锂和包埋镍酸锂电池的热稳定性和耐过充性有很大的提高。这一混合正极材料资源丰富、价格较低、高温和安全性能优良,是锂离子动力电池的优选正极材料。     

日本研究机构指出锂电池三元材料市场份额快速上升

正据日本锂电池知名研究机构IIT近期统计,目前钴酸锂的市场份额已明显下降,而三元材料的市场份额却呈现快速上升趋势,磷酸铁锂和锰酸锂的市场份额也有所扩大。上述材料常被用作新能源汽车用锂离子电池的正极材料。电池用三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,有业内人士预计,三元材料在正极材料中所占比例有望提升至45%,而目前占比仅为22.80%。     

二次电池发展前瞻--第56届国际电化学学会年会回顾

介绍了2005年9月25～30日在韩国釜山召开的国际电化学学会第56届年会中有关二次电池的学术发展情况.着重指出了锂离子电池正、负极材料及电解质材料的研究发展趋势.改性尖晶石锰酸锂、锂镍锰钴氧三元复合氧化物、磷酸铁锂是目前正极材料的研究重点;锡、硅、锰等合金或与石墨的复合材料是未来很有前景的负极材料;凝胶聚合物电解质和聚合物固体电解质依然是锂离子电池电解质的研究重点.     

复合材料为正极的锂离子电池研究

用锰酸锂和包覆镍酸锂质量比为1∶1的复合正极材料组装AA型锂离子电池,对其循环性能、热稳定性和耐过充性进行了研究。通过对比发现:该复合正极材料不仅表现出与钴酸锂相当的比容量和循环性能,而且热稳定温度较钴酸锂提高了5℃,尤其是耐过充能力大大改善。钴酸锂电池以3C、10V过充发生爆炸,而复合正极材料电池在3C、20V条件下过充仍是安全的。该复合正极材料综合性能优异,价格低,是一种有潜力的锂离子动力电池正极材料。     

废旧锂离子电池再生制备LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O_2正极材料及其性能

对利用废旧锂离子电池,再生制备镍钴锰酸锂正极材料的工艺进行研究。废旧电池经拆解、破碎、浸出、中和、萃取、深度除杂、共沉淀及高温合成等工序,可再生制得镍钴锰酸锂正极材料。使用化学滴定和分光光度法分析常量元素,ICP-AES分析微量元素,S EM、XRD表征材料的形貌和物相,纽扣电池和聚合物电池测试材料的电化学性能。研究表明,在900~950℃的反应温度下,可以再生制备出具有较高容量和优异循环性能的镍钴锰酸锂正极材料。LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O_2系列正极随着Ni含量的增加,容量逐渐增加,而工作电压逐渐降低。     

包埋镍酸锂为正极的AA电池性能研究

包埋镍酸锂是镍酸锂表面改性后的一种新型锂离子蓄电池正极材料。用包埋镍酸锂作为正极材料,组装了AA型锂离子蓄电池,对其循环性能、高温安全性、耐过充性和钴酸锂AA电池进行了对比研究。结果表明,和钴酸锂电池相比,包埋镍酸锂电池不仅具有良好的循环性能和基本相当的高温安全性,而且表现出高得多的放电比容量和优异的耐过充性。用包埋镍酸锂作为正极材料很大程度上改善了锂离子蓄电池的性能,降低了成本,一定程度上促进了锂离子动力电池的开发。     

高电压尖晶石镍锰酸锂材料全电池研究进展

尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)具有高达4.7 V(vs.Li/Li+)的放电平台,是高能量密度正极材料的首选。总结了高电压尖晶石镍锰酸锂材料分别与碳负极、合金负极、过渡金属氧化物以及钛酸锂等材料组成全电池的研究进展,为高电压材料全电池的开发提供了参考。     

基于尖晶石锰酸锂混合材料的应用

研究了尖晶石锰酸锂和钴酸锂混合正极材料在锂离子电池中的应用.在保持锰酸锂与钴酸锂质量比1:1不变的情况下,对使用该体系的锂离子电池的初始性能、循环性能、过充电性能、60℃荷电保持7 d及不同温度放电性能等进行了测试,并与使用纯钴酸锂体系的电池做了比较.结果表明:混合材料满足锂离子电池的要求.     

聚乙二醇分子量对镍锰酸锂结构及性能的影响

随着新能源汽车的迅速发展,锂离子电池充放电倍率低这一缺陷逐渐显露出来,无法满足人们对快速充电的需求,严重阻碍了电动汽车的推广.以镍锰酸锂材料为研究对象,以聚乙二醇200、聚乙二醇1000、聚乙二醇4000为表面活性剂通过水热法制备不同结构的镍锰酸锂正极材料.结果表明:采用聚乙二醇4000制备的材料颗粒尺寸较小,0.5 C下放电比容量为139 mAh/g,并且其倍率充放电性能明显优于其他材料.     

第三届新型电池正负极材料技术国际论坛评述——高比能量电池及关键电极材料

第三届新型电池正负极材料技术国际论坛于2017年4月12—14日在宁波市举行。会议主要讨论了高能量密度正极材料(镍锰酸锂、高镍三元和富锂层状氧化物正极材料)和负极材料(硅基负极材料和金属锂负极),以及高能量密度电池体系[锂-氧(空气)电池和锂硫电池]的研究工作。     

球形锰酸锂电池制备及性能的计算机图像分析

动态高温分解和低温分解结合使用合成的球形锰酸锂材料具有非常优异的电化学性能。工业化生产球形锂离子电池正极材料采用这种方法制备的产品质量可靠且成本较低。以醋酸锰、氢氧化锂、碳酸锰为基本材料,用液相法合成凝胶浆料和半固相浆料,利用喷雾干燥法制备了球形锰酸锂前驱体,最后动态焙烧喷雾干燥前驱体制备球形锰酸锂正极材料,并对其性能进行了计算机图像分析。     

18650型锂离子电池的安全性能研究

用质量比为5∶5和7∶3的锰酸锂和包覆镍酸锂混合的复合材料作为正极,球形石墨作为负极,制成18650型锂离子电池并进行了安全性测试。结果表明:在热箱实验中,复合材料组装的电池可以耐145~150℃的高温,且在3C、10 V和5C1、0 V过充电条件下安全可靠。随着复合材料中锰酸锂比例的增加,电池的安全性提高。在电池内装置正温度系数端子(PTC),可提高电池的耐过充性和短路安全性。     

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     

镍钴锰酸锂三元正极材料的研究进展

镍钴锰酸锂三元材料中,正二价的镍是主要的电化学活性元素;正四价的锰不参与电化学反应,对材料的结构稳定性和热稳定性提供保证,降低材料成本;而正三价的钴部分参与电化学反应,其主要作用是保证材料结构的稳定性、提高其导电性和倍率性能。综述了近年来锂离子电池镍钴锰三元正极材料的研究进展,介绍其电化学性能以及掺杂、包覆改性等方面的研究情况,并简要概述了该材料的发展趋势。     

锂离子蓄电池正极材料尖晶石型锰酸锂的制备

钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂化合物是近年来锂离子蓄电池最具吸引力的三种正极材料。从比能量、环境污染和价格方面看 ,锰酸锂化合物最具前景。重点阐述了尖晶石型锰酸锂化合物的制备方法 ,诸如 :固相反应法、Pechini法、溶胶 凝胶法、软化学法、乳胶干燥法、熔融提渍法和微波合成法 ,以及相应的电化学性能。从结构化学角度分析了尖晶石构型锰酸锂材料的充放电机理和产生Jahn Teller效应的原因。