溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料研究进展

随着社会的迅速发展，能源短缺和环境恶化两大问题严重制约了全球社会文明发展以及经济发展。锂离子电池具有能量密度高、自放电率小、无记忆效应、循环性能好等诸多优点，广泛应用于各种电子设备、新能源汽车、储能系统等领域。锂离子电池的正极材料直接决定了电池的性能，研究正极材料的制备方法至关重要。综述了溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料的研究进展以及溶胶-凝胶法改性正极材料的制备，并对溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料未来的研究方向进行展望。     

锂离子电池关键材料的现状与发展

1锂离子电池正极材料嵌锂化合物正极材料是锂离子电池的重要组成部分。正极材料在锂离子电池中占有较大比例(正负极材料的质量比例为31～41),因此正极材料的性能将很大程度地影响电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。目前正极材料的研究主要集中于氧化锂钴、氧化锂镍等电极材料,与此同时,一些新型正极材料(包括导电高聚物正极材料)的兴起也为锂离子电池正极材料的发展注入了新活力,寻找开发具有高电压、高比容量和良好循环性能的锂离子电池正极材料新体系是本领域重要研究内容。1.1LiCoO2正极材料LiCoO2具有三种物相,即α-NaFeO2…     

锂离子电池正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2的研究现状

正极材料对锂离子电池的性能和价格具有决定性的作用,对正极材料的研究一直是锂离子电池研究中的热点.主要对一类新型正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2的国内外研究现状进行了综述,并比较了不同合成方法对其电化学性能的影响,最后对这类正极材料的研究给予了展望.     

锂离子电池Li2MSiO4系正极材料研究进展

硅酸盐体系锂离子电池材料是新一代高性能锂离子电池正极材料选择之一,是值得研发的先进电池材料。综述了锂离子电池Li2MSiO4(M=Fe,Mn)系列正极材料的国内外最新研究进展。重点对该系列正极材料的合成方法、结构特点及电化学性能进行了总结和探讨。     

锂离子电池正极材料氟化处理研究进展

综述了几种锂离子电池正极材料在氟掺杂及氟化表面处理改性方面的研究工作;部分正极材料进行氟处理以后材料稳定性、循环性能、工作电压及充放电容量得到很大改善,简要分析了材料性能得到改善的原因;对锂离子电池正极材料进行氟化改性研究,需要进一步深入研究的方向做出了展望。     

多电子反应高能锂二次电池正极材料的研究进展

如何提升正极材料的容量以改善锂离子电池性能是最近研究热点,基于多电子反应机制是提高锂离子电池能量密度的有效途径。综述了近年来基于多电子反应锂离子电池正极材料的研究状况,重点阐述了以聚阴离子型化合物、金属氟化物及单质硫为代表的正极材料的最新研究进展,展望了基于多电子反应体系的构筑对新型化学电源和相关能源材料发展的指导意义。     

锂离子电池正极材料的研究和发展

能源与环境问题的日益突出以及科学技术的高速发展，对电池性能提出了更高的要求。锂离子电池以其高能量、高电压、长寿命、无污染等优势成为人们的首选。与负极材料相比，正极材料的研究明显滞后，成为制约锂离子电池大规模生产与应用的瓶颈。本文综述了正极材料的研究和发展现状，介绍了近年来的最新研究成就。     

锂离子电池正极材料的研究进展

介绍了不同正极材料的结构，电化学性能，研究现状，探讨了影响正极材料电化学性能的若干因素，比较了不同粉体合成方法的优缺点，说明了软化学法在锂离子电池正极材料制备中的优越性。     

石墨质多孔炭的制备及其双离子电容储能机理

作为锂离子电池和超级电容器的结合，锂离子电容器由于兼备电池和电容器的优点而受到了广泛关注。然而因其正极双电层电容行为的储能机理，锂离子电容器的能量特性受到了较大的限制。因此，为了从根本上增强锂离子电容器正极材料性能，本研究提出了双离子电容器的储能机理。以柠檬酸钾/镁/铁为原料，合成了兼备石墨质结构与层次化多孔结构的石墨质多孔炭，并以其为正极材料，实现了兼具锂离子电容器正极离子吸附行为与双离子电池正极阴离子插层行为的双离子电容储能。由于石墨质多孔炭结构中石墨质结构在高电位下由阴离子插层反应贡献的额外平台容量以及对于材料导电性的增强，石墨质多孔炭正极材料的能量特性明显超过多孔炭及人造石墨正极，实现了从储能机理的层面的器件性能增强。     

锂离子电池正极材料的研究进展

研究与开发新型的电池正极材料是锂离子电池研究中的一项重要内容．目前正极材料的研究主要集中于3种富锂的金属氧化物LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4。本文主要介绍了锂离子电池正极材料的合成方法,同时比较了几种不同电极材料的结构以及电化学性能,指出了其工作特点和存在问题,并对该领域的研究现状进行了简要的综述。本文还介绍了锂离子电池正极材料计算研究的进展。利用VASP软件包可计算形成能、相图、电压和材料的晶体结构参数及态密度等。     

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。     

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制备及改性研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)由于安全性能好、循环寿命长、原材料来源广泛、无环境污染等优点被公认为是最具发展潜力的锂离子动力与储能电池正极材料。综述了近年来磷酸铁锂正极材料在制备和改性方面的最新进展。在此基础上,提出了磷酸铁锂正极材料未来的主要研究和发展方向。     

锂离子电池镍系正极材料的热稳定性研究进展

镍酸锂作为高性能、低成本的锂离子电池正极材料已倍受关注.但存在一些实用化的困难,热稳定性差即是主要的因素之一.本文综述了镍酸锂材料在全锂或电化学脱锂状态下的热行为和热分解机理的最新研究进展;概述了以解决镍酸锂用作锂离子电池正极材料的热稳定性问题所进行的各种改性研究情况.     

正极材料磷酸铁锂的改性研究进展

介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的改性方法,综述了近年来锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展.重点叙述了金属粒子掺杂改性及碳包覆改性方面的研究成果.在综述各改性方式方面进展的基础上,指出了现阶段研究上对改性方式的理论体系建立方面所存在的问题,并结合作者研究小组的研究,对磷酸铁锂材料的未来研究方向进行了展望.     

Enhanced cycling performance and high energy density of LiFePO4 based lithium ion batteries

LiFePO₄ attracts a lot of attention as cathode materials for the next generation of lithium ion batteries. However, LiFePO₄ has a poor rate capability attributed to low electronic conductivity and low density. There is seldom data reported on lithium ion batteries with LiFePO₄ as cathode and graphite as anode. According to our experimental results, the capacity fading on cycling is surprisingly negligible at 1664 cycles for the cell type 042040. It delivers a capacity of 1170 mAh for 18650 cell type at 4.5C discharge rate. It is confirmed that lithium ion batteries with LiFePO₄ as cathode are suitable for electric vehicle application.     

锂离子电池正极材料的研制新进展

综述了锂离子电池正极材料的最近发展动态,着重介绍了被修饰的正极材料、O3-LiCoO2、LiFeO2的合成方法及电化学性能。展望了锂离子正极材料的发展趋势。     

A High‐Capacity O2‐Type Li‐Rich Cathode Material with a Single‐Layer Li2MnO3 Superstructure

A high capacity cathode is the key to the realization of high‐energy‐density lithium‐ion batteries. The anionic oxygen redox induced by activation of the Li₂MnO₃ domain has previously afforded an O3‐type layered Li‐rich material used as the cathode for lithium‐ion batteries with a notably high capacity of 250–300 mAh g^?1. However, its practical application in lithium‐ion batteries has been limited due to electrodes made from this material suffering severe voltage fading and capacity decay during cycling. Here, it is shown that an O2‐type Li‐rich material with a single‐layer Li₂MnO₃ superstructure can deliver an extraordinary reversible capacity of 400 mAh g^?1 (energy density: ≈1360 Wh kg^?1). The activation of a single‐layer Li₂MnO₃ enables stable anionic oxygen redox reactions and leads to a highly reversible charge–discharge cycle. Understanding the high performance will further the development of high‐capacity cathode materials that utilize anionic oxygen redox processes.     

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.     

Recent progress in cathode materials research for advanced lithium ion batteries

New and improved materials for energy storage are urgently required to make more efficient use of our finite supply of fossil fuels, and to enable the effective use of renewable energy sources. Lithium ion batteries (LIB) are a key resource for mobile energy, and one of the most promising solutions for environment-friendly transportation such as plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs). Among the three key components (cathode, anode and electrolyte) of LIB, cathode material is usually the most expensive one with highest weight in the battery, which justifies the intense research focus on this electrode. In this review, we present an overview of the breakthroughs in the past decade in developing high energy high power cathode materials for lithium ion batteries. Materials from six structural groups (layered oxides, spinel oxides, olivine compounds, silicate compounds, tavorite compounds, and borate compounds) are covered. We focus on their electrochemical performances and the related fundamental crystal structures, solid-state physics and chemistry are covered. The effect of modifications on both chemistry and morphology are discussed as well.     

锂离子电池聚阴离子型硅酸盐正极材料的研究进展

综述了硅酸盐正极材料的设计、特性、制备及电化学性能,介绍了基于密度泛函理论的量子化学计算在锂离子电池材料设计中的方法和理论,认为进一步开展Li2MSiO4及其复合材料的理论和实验研究可以获得性能优异的高容量正极材料.