锂离子电池钒系正极材料的研究进展

锂离子电池具有很多的优良特性,发展很快并得到了广泛地应用。其中锂离子电池正极材料的研究主要集中在第四周期过渡金属的嵌锂氧化物LiCoO_2、LiMO_2、LiCoxNi_1-xO_2、LiCo_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)O_2、LiMnO_2、LiMn_2O_4、LiMn_2O_4、LiFePO_4上,近年来,钒系正极材料的研究引起了人们的广泛关注。本文对钒系化合物LiV_3O_8、V_2O_5、V_6O_(13)、LiV_2O_4和LiNiVO_4等正极材料的制备方法、结构及电化学性能的研究现状进行了综述。     

V_2O_5/石墨烯复合电极材料的制备与储锂性能

采用溶胶-凝胶法制备了V_2O_5/石墨烯复合电极材料。利用SEM、XRD、Raman和TGA表征了其微观结构。结果表明,该复合电极材料是含有质量分数0.55%石墨烯的片状正交相V_2O_5。电化学测试表明,与未复合石墨烯的纯V_2O_5样品相比,V_2O_5/石墨烯复合材料具有更高的储锂活性和优异的大电流放电性能。在200 m A/g的电流密度下,V_2O_5/石墨烯复合材料和纯V_2O_5样品的放电比容量分别为283和253 m A·h/g;当电流密度增加到5 A/g时,V_2O_5/石墨烯复合材料依然保持有150 m A·h/g的放电比容量,而纯V_2O_5样品的放电比容量仅为114 m A·h/g;V_2O_5/石墨烯和纯V_2O_5电极的电荷传递电阻分别为142和293Ω。V_2O_5/石墨烯//Li4Ti5O12全电池测试结果表明,在1.0~2.5 V电压内,循环初期全电池正极材料的放电比容量从110 m A·h/g衰减到96 m A·h/g,随后又出现上升,循环100次后,正极材料的放电比容量稳定在102 m A·h/g,库伦效率接近100%,表明V_2O_5/石墨烯复合电极材料是一种非常有应用前景的锂离子电池电极活性材料。     

正极材料五氧化二钒常规改性的研究进展

锂离子电池因其具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低、和环境友好性等优点,已被广泛应用于便携式电子产品及小型电动交通工具中,在大型动力电源及电站储能系统中已有成功应用的实例。锂离子电池正极材料作为锂离子电池的重要组成部分,其性能的高低决定了电池整体性能的发挥,多年来一直是科学界及工程界的热点研究领域之一。相比于众多正极体系,钒基正极材料因能脱/嵌更多的锂离子而具有相对较高的理论比容量[以正交型五氧化二钒(V_2O_5)为例,其最高理论比容量为442mAh/g],生产成本也相对较低,在大功率动力电池、大型储电站等领域具有重要的潜在应用价值。从形貌控制、离子掺杂及复合高导电材料三个方面综述了近年来关于V_2O_5正极材料体系的研究,并对发展趋势进行了分析与展望。     

锂离子电池层状正极材料的研究进展

文章主要综述当前锂离子电池层状正极材料—LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2的研究进展。阐述了三种层状盐结构正极材料的优缺点,对LiCoO2和LiNiO2正极材料的改性方法:掺杂和包覆处理。通过改性,层状正极材料的结构和性能均有较大改善,为锂离子电池更为广泛的工业应用指明道路。对锂离子电池正极材料未来的应用前景做了一些展望。     

纳米线形锂离子电池正极材料的研究进展

综述了不同结构的纳米线形正极材料在锂离子电池中的研究进展,介绍了对纳米线形正极材料进行改性的碳包覆及预锂化措施,并对纳米线形正极材料在锂离子电池中的未来发展进行了展望。     

我国磷酸铁锂改性技术的进展与应用前景

介绍了新型锂离子电池正极材料磷酸铁锂制备与改性技术,特别介绍了我国磷酸铁锂纳米化、离子掺杂、碳包覆等改性技术和水热合成、溶胶—凝胶法等磷酸铁锂制备技术,阐明了改性技术有利于进一步改进电池电化学性能,以适应混合动力汽车与电动汽车动力电池和风能、太阳能储能设备等对锂离子电池要求。基于磷酸铁锂正极材料发展前景,提出了我国传统磷化工行业调整产品结构,对接新能源材料的发展思路。     

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。     

尖晶石型锰酸锂在锂离子二次电池中的研究分析

尖晶石型锰酸锂具有无毒、能量密度高等特点,是下一代锂离子电池最有前途的正极材料之一。本文从尖晶石型锰酸锂概述开始,分析了其充放电原理和电化学性能,探究了锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的制备技术和改性技术,为今后相关研究和实践提供了参考。     

锂离子电池正极材料的制备与电化学性能

锂离子电池以其优异的性能备受瞩目,它在电源储能电池方面的发展也受到人们的普遍关注,而正极材料是锂离子电池性能提高的关键所在。本文介绍了锂离子电池的工作原理和结构组成,简述了锂离子电池的正极材料的种类和制备方法,综述了新型正极材料的改性和电化学性能研究方法,并对锂离子电池正极材料的发展前景进行了展望。     

电化学沉积制备V_2O_5薄膜电极的表面结构及储钠性能

以含有CTAB的V_2O_5溶胶为电解液,采用电沉积法在不锈钢基体上沉积V_2O_5薄膜前体,经300℃烧结处理后制备了无黏结剂和导电剂的V_2O_5纳米薄膜电极。XRD测试表明该方法制备的V_2O_5薄膜是含水相的V_2O_5·n H2O,与未添加CTAB制备的薄膜相比,其层间距明显变大。FESEM和AFM测试发现CTAB辅助电沉积制备的V_2O_5薄膜具有粗糙多孔的表面形貌;XPS测试表明CTAB辅助电沉积制备的V_2O_5薄膜中含有更多的低价钒离子(V4+)。电化学测试发现该方法制备的V_2O_5薄膜具有优异的嵌/脱Na+循环稳定性;与未添加CTAB制备的薄膜相比,CTAB辅助电沉积制备的V_2O_5薄膜具有更好的电化学反应可逆性、更强Na+扩散性能和更高的储钠比容量,是一种非常有应用前景的钠离子电池正极材料。     

锂离子电池焦磷酸盐正极材料的研究进展

随着锂离子电池应用范围的扩大,对其研究主要集中在正极材料的性能优化上。介绍了焦磷酸盐正极材料Li_xMP_2O_7(x=1,2)的结构和电化学性能,概括了近年来的研究进展,分析了其作为正极材料的优缺点。     

锂离子电池正极材料V_2O_5多孔微球的合成及电化学性能研究

多孔结构V_2O_5材料在锂离子嵌入和循环稳定性方面有明显优势而引起广泛关注,然而通过简易方法来制备均匀且具有多孔结构的V_2O_5微球仍面临挑战。本文以偏钒酸铵作为钒源,通过简单的一步溶剂热反应后置于大气中进行烧结,最后制备了V_2O_5多孔微球。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学测试等手段对其进行表征和测试。结果表明,V_2O_5多孔微球作为锂离子电池正极材料具有良好的电化学性能,其首次放电比容量在0.2 C、1 C和4 C倍率时分别为249.7 m Ah·g-1、212 m Ah·g-1和160.1 m Ah·g-1,同时也表现出了良好的循环性能,其在1 C条件下循环50圈后的比容量为172.8 m Ah g-1,其保持率约为81%。     

锂离子电池三元正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的制备方法及其改性研究进展

三元正极材料(LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2)具有较好的安全性能和循环性能,兼顾了其它二元电极材料的诸多优点,成为目前高性能锂离子电池正极材料的研究重点之一,其市场占有率已经超过40%。详细叙述了近年来国内外对三元正极材料的制备和改性所做的研究,着重介绍了其高温固相法、共沉淀法、溶胶-凝胶法等制备方法及掺杂、包覆改性方法对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响,以及这些改性方法存在的问题。     

锂硫电池硫基碳正极材料的研究进展

用于锂硫电池的碳质材料具有优异的力学、电学、导热性能,可调的孔结构以及丰富的表面特性,能有效地限制多硫化物的溶解,改善锂硫电池的电化学性能。因此,本文分别从一维碳、二维碳和三维碳这3个方面综述了锂硫电池硫基碳复合正极材料的研究进展,探讨了改性硫基碳正极材料的制备方法和结构设计。分析表明,高比表面积和高孔容积的多孔纳米碳材料对提高锂硫电池电化学性能而言至关重要,并提出用金属硫化物掺杂的有序介孔碳复合材料作为锂硫电池的正极材料能促进锂离子在正负极间的迁移,提高锂硫电池的循环稳定性和活性物质利用率。     

锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池以其优异的性能受到了许多研究者的关注,而正极材料是锂离子电池性能提高的关键所在.本文简述了锂离子电池的工作原理,主要介绍了几种不同类型锂离子电池正极材料的结构、性能特点、制备及改性方法,并对这些材料的研究方向作了进一步展望.     

锂离子电池正极材料进展

介绍了锂离子电池的发展阶段、工作原理及特点,叙述了锂电池已商业化正极材料钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂的特性、合成方法及其优缺点,纳米技术锂离子电池正极材料应用及其合成方法。认为应根据现有正极材料出现的问题,通过掺杂、包覆、加入辅助剂和表面修饰改性等方法减低成本,利用纳米材料的优点和微米材料优良的稳定性和容易制备的优点合成纳微分层结构的材料解决纳米材料的低热力学稳定性、团聚及与电解液发生副反应等问题;可以尝试着探索新的方法合成纳米级颗粒．并将最优的方法应用于新材料和经典电极材料的制备,从而充分发挥纳米级材料的尺寸效应和表面效应．改善电极材料的电化学活性．有助于推进纳米正极材料的工业化进程。     

钠离子电池正极材料研究进展

钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,却有着更低的成本和更高的安全性。在钠离子电池中,正极材料的研究尤为重要。本文对现有的钠离子电池正极材料进行了系统性的归纳,首先介绍了各类正极材料的结构和电化学特性,基于此分析目前钠离子电池正极材料面临的两个主要制约因素：一是钠离子半径大,充放电过程中对材料结构的影响大,导致容量衰减迅速;二是动力学过程慢,导致其倍率性能差。在此基础上归纳了现有的各类钠离子电池正极材料的改性方法如掺杂、包覆等。总结了材料改性及改善材料电化学性能的方法以及应用在现有材料中时所获得的效果,基于此为未来的钠离子电池正极材料及其改性研究提供了基础。     

锂离子电池正极材料技术进展

概述了国内外近30 a有关锂离子电池正极材料的研究进展以及笔者在锰系正极材料方面的研究结果; 比较了几种主要正极材料的性能优缺点;阐明了正极材料发展方向。近期镍钴锰酸锂三元材料将逐步取代钴酸锂,而改性锰酸锂和镍钴锰酸锂三元材料以及两者的混合体将在动力型锂离子电池中获得广泛使用。在未来5~10 a,高容量的层状富锂高锰型正极材料或许会是下一代锂离子电池正极材料的有力竞争者。     

锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的改性进展

橄榄石型结构的磷酸亚铁锂(L iFePO4)作为一种新型的锂离子电池正极材料,具有材料来源广泛、价格便宜、理论比容量高(约170 mA.h/g)、热稳定性好、无吸湿性、对环境友好等优点,可望成为新一代首选的可替代钴酸锂(L iCoO2)的锂离子二次电池正极材料。分析了锂离子电池正极材料橄榄石型磷酸亚铁锂的结构特点和锂离子在充放电时的脱嵌模型,评述了近年来国内外对于改善磷酸亚铁锂的电化学性能所进行的改性研究,重点介绍了优化合成工艺、提高离子扩散效率、添加导电材料等方法对锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的影响,并对其发展方向作了展望。     

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4高压锂离子正极材料改性研究进展

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4具有三维锂离子传输通道、4.7V的高平台电压,成为最有潜力的锂离子动力电池正极材料之一。但是,过渡金属Mn易溶于电解液,使电池循环性能和倍率性能变差。总结了Li_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的改性进展,在此基础上,提出了材料改性的研究方向。