锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2研究进展

层状结构材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有高比容量、高循环性能、低成本和环保等优点,有望取代LiCoO2成为新一代锂离子电池正极材料。在介绍LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构特点和电化学反应特性的基础上,对其主要合成方法进行了详细评述,总结了该正极材料的阴阳离子掺杂、复合离子掺杂以及表面包覆改性等技术,指出国内外目前锂离子电池材料研究中存在的问题和未来的发展方向。     

锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的性能研究(Ⅰ)

采用共沉淀法和高温固相烧结相结合,合成了锂离子电池层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。采用ICP-AES元素分析方法、XRD和SEM对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的成分、结构和形貌进行了表征。SEM测试结果表明,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的形貌近似为球形,且颗粒分布均匀。并对其进行了充放电性能测试,结果表明:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在25℃、2.5～4.6 V、0.1 C倍率下,首次放电容量达189.32 mAh.g-1(锂为负极),C/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在1 C、2.75～4.2 V下,初始放电比容量为145.5 mAh/g,循环100次后,容量保持率为98.41%。是一种有发展前景的锂离子电池正极材料。     

棒状结构的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及研究

用VGCF为模板,用共沉淀方法辅助合成了棒状结构的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2。通过X-射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征,并研究了其电化学性能。结果表明:该材料为棒状且表面多孔,并表现出了良好的电化学性能。在0. 2 C(1 C=170 m A/g)的电流密度下,其容量为160 m Ah/g以上,在1 C下经过250个循环后容量仍然有115. 2 m Ah/g,对于制备其他棒状结构的锂离子正极材料提供了一定的借鉴。     

电解液浸泡对锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的影响

主要考察了电解液浸泡对Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2粉料的影响,通过扫描电镜(SEM)观察了不同条件下粉体的形貌,采用X射线衍射仪及拉曼光谱仪表征晶体的结构,并将样品组装成电池,比较了不同条件处理下样品的首次放电及倍率性能。结果表明,电解液浸泡对Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的形貌和晶体结构影响较小,但对粉体的电阻率和电池的容量有较大影响,而且随着浸泡温度的升高,其粉体电阻率和放电比容量均下降。     

MgF2包覆对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

通过浸渍法在正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆MgF2,通过XRD、SEM、交流阻抗（EIS）分析、充放电测试研究了不同量MgF2包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构与电化学性能的影响。结果表明,MgF2以非晶态形式包覆于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料颗粒的表面,当包覆量为3%（物质的量分数,下同）时,三元正极材料具有优良的电化学性能,在3.0~4.6 V充放电范围内0.1C充放电倍率下,首次放电比容量为196.3 mA·h/g,1C循环50次后容量保持率为95.7%,55 ℃高温下1C循环50次后容量保持率为93.3%。     

锂电子电池材料LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2的制备方法

LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2作为一种新型的锂离子电池正极材料,其理论容量高达278mAh.g^-1,具有a—NaFeO2型层状结构,制备方法主要高温固相合成法、共沉淀法、流变相反应法、溶胶-凝胶法等,文章对制备方法进行了重点沦述,讨论了相应的电化学性能、结构特征和目前存在的问题,并对层状LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2正极材料的发展进行了展望。     

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的研究进展

与LiFePO4相比,单斜结构的磷酸钒锂（Li3V2（PO4）3）具有更高的Li＋扩散系数和更高的放电电压、能量密度和高的比容量,已成为锂离子电池正极材料的研究热点之一.综述了近年来Li3 V2（PO4）3的主要合成方法、充放电机理及其掺杂改性的研究现状,并且对Li3V2（PO4）3的发展趋势进行了展望.     

基于水热/溶剂热法制备不同形貌LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 锂离子电池正极材料

基于水热/溶剂热法制备LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂电极材料,以镍、钴、锰乙酸盐为原料,以六亚甲基四胺为沉淀剂、水或乙醇为溶剂,通过调节溶剂组分控制Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂（NCM）的成核与生长速率,从而合成两种形貌不同的Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂前驱体,再经过混锂煅烧获得LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料,研究比较了其电化学性能。以水为溶剂通过水热法合成的前驱体样品呈现出由一次片状颗粒紧密堆积组成的长方体状二次颗粒形貌,经混锂煅烧得到的产物表现出较高的放电比容量,在0.5C倍率下首次放电比容量可达到189.70 mA·h/g,循环200次容量保持率为69.72%。以乙醇为溶剂通过溶剂热法合成得到球形二次颗粒前驱体,最终得到的产物具有多孔球形结构,表现出了优异的循环性能,0.5C首次放电比容量为178.65 mA·h/g,循环200次容量保持率仍高达94.55%。     

锂离子电池阴极材料LiCo_xMn_(2-x)O_4的研究

以甘氨酸为配合剂,用溶胶-凝胶法制备了掺钴的锂离子电池阴极材料LiCoxMn2-xO4,用XRD、SEM等方法研究了掺钴量、烧结温度等因素对LiCoxMn2-xO4的结构、表面形貌及电化学性能的影响,实验结果表明,烧结温度为750℃,x=0.12时,LiCoxMn2-xO4的电化学性能最佳。     

废旧锂离子电池正极材料LiFePO4/C的电化学修复再生

将经过1500次循环的废旧LiFePO4电池正极材料进行回收处理后,与导电碳黑、聚偏氟乙烯(PVDF)黏结剂按质量比80：15：5混合均匀重新制成正极片。以金属锂片为负极与其组装成半电池,通过充放电过程让负极的锂补充到待修复正极材料LixFePO4/C (0相似文献   

Electrochemical Behavior of La-doped LiFePO4/C Cathode Materials for Lithium Ion Batteries

Alien atom was used to obtain a series of LiFe1-xLaxPO4/C (x=0, 0.002, 0.005, 0.01, 0.015) cathode materials with the aim of investigating the influence of participation of La on the electrochemical behavior of LiFePO4/C. Combination of X-ray diffractometer, scanning electron microscope equipped with energy dispersive spectrometer and high resolution transmission electron microscope was applied. The results show that all the La-doped LiFePO4/C samples are olivine type crystals, La ion is sufficiently introduced into the network, and every element is well homogeneously distributed. There are many pore spaces on the surface of particles. The content of carbon in the prepared cathode materials remains 13.6% calculated by TGA/DTA curves, and the particles are wrapped by a uniformly and continuous carbon layer with the thickness of about 2 nm. Similarly, the content of Fe2P also keeps the same basically in all the cathode materials as a result of the similar ratio (2.35) of peak intensity at 36.5o and 37.1o from XRD. The increasing trend is most pronounced at doped 0.005 which presents the highest initial discharge capacity of 163 mA×h/g, lowest charge transfer resistance of 5.52 W, superior diffuse ability of lithium ion (10-11 cm2/s) and the best capacity retention current rate of about 93% after 50 cycles at 0.1 C.     

正极材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的制备与电化学性能

采用固相法和沉淀法合成了锂离子电池正极材料LiCo1／3Ni1／3Mn1／3O2探讨了合成温度、不同合成方法对材料的电化学性能的影响。利用充放电测试、循环伏安测试方法对合成的LiCo1／3Ni1／3Mn1／3O2进行了表征。结果表明,固相法900℃煅烧合成的材料电化学性能较好,沉淀法合成的材料电化学性能最好,以10．0mA／g的电流充放电,首次放电比容量为576．0C／g,循环50次后放电比容量仍保持501．5C／g。以100．0mA／g的大电流放电,放电比容量达到430．2C／g。     

尖晶石LiMn2O4正极材料的研究进展

综述了近年来锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4的研究进展。主要阐述了LiMn2O4的制备方法、晶体结构、电性能以及改性方法等方面的发展状况。     

锂离子电池纳米正极材料合成方法研究进展

纳米材料具有独特的物理和化学性质。纳米技术的应用为开发高能量和高功率的锂离子电池多元化发展提供了方向,成为锂离子电池电极材料发展的重要途径。本文介绍了纳米级锂离子电池正极材料的各种合成方法及电化学性能,如：固相法喷雾干燥法、微波合成法、溶胶凝胶法、冷冻干燥法等,指出电极材料纳米化应用中的问题并给出建议,展望了纳米正极材料实用化的美好前景。     

K+掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的制备及电化学性能研究

锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂具有放电比容量大、热稳定性好、成本低、安全性能好等优点,但其倍率性能有待进一步提升。本文采用水热法制备了K⁺掺杂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料LNCM-xK。通过X射线衍射谱、场发射扫描电镜和X射线光电子能谱表征LNCM-xK的形貌和结构,通过电化学工作站和蓝电测试系统测试其电化学性能。结果表明:K⁺掺杂能有效降低阳离子混排程度,改善LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料的电化学性能,其中当x=0.125时K⁺掺杂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂样品(LNCM-0.125K)阳离子混排程度最低;LNCM-0.125K样品电化学性能最佳,0.2 C下50次循环后容量保持率为96.15%;在不同电流密度(0.2 C,0.5 C,1 C,2 C,5 C)下进行倍率性能测试,连续充放电30次后LNCM-0.125K样品容量保持率为97.00%。     

层状结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料制备过程与电化学性能

采用固相自引发基团置换法结合高温焙烧制备了亚μm级的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。研究了热处理气氛、烧结时间对材料结构及性能的影响。研究结果表明在空气氛围下900℃焙烧20 h制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有最佳的电化学性能。     

An ultrafast synthesis method of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathodes by flash/field‐assisted sintering

LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ as a promising cathode material in lithium‐ion batteries was synthesized by flash/field‐assisted sintering technique for the first time. This study showed that the current‐limited synthesis of LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ could be carried out at temperatures less than 400°C for only 8 minutes, compared with the conventional pressureless sintering at 850°C for 12 hours. X‐ray diffraction results showed the phase evolution from precursor mixtures to the final LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ products during flash/field‐assisted sintering process and a well‐layered structure without undesirable cation mixing in the as‐formed LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂. Combined with the lowered sintering temperatures and reduced sintering time, the excellent electrochemical performance of flash/field‐assisted sintered LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ materials suggested that this technique could be an energy‐efficient approach for the synthesis of lithium‐ion battery cathode materials and other materials requiring high‐temperature heat treatment.     

锂离子正极材料LiNi_(0.8)Mn_(0.1)Co_(0.1)O_2的制备及其性能研究

以尿素为沉淀剂,以乙二醇为溶剂,通过溶剂热法制备出多级前躯体Ni0.8Mn0.1Co0.1CO3,通过焙烧该前躯体和LiOH·H2O的混合物制备出高比容量的锂离子正极材料LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。采用XRD、FESEM及恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学进行表征,结果表明,合成的产物形貌均一,有高结晶度。在0.1 C倍率下,放电比容量为194.6 mAh g-1;当放电倍率提高到2.0 C时,该材料仍然具有78.4mAhg-1的放电比容量,并且该材料在各个倍率下具有良好的稳定性。在1.0 C的放电倍率下,经过50次循环,放电容量保持率为92.5%。