掺杂Zr对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

以Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2为前驱体,用高温固相反应法合成了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Zr0.02O2.XRD和电化学性能测试的结果表明:掺杂Zr材料的阳离子混排程度降低,层状结构的规整性提高;掺Zr材料的电化学性能优于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,虽然首次充放电容量稍有降低,但首次充放电效率达到94.4%,循环100次后的容量保持率为99.5%;在60 ℃下,掺杂Zr材料最终状态的电池内阻为67.0 mΩ,循环100次后的容量保持率为92.1%.高温性能的改善,是因为Zr有效地抑制了由材料结构不稳定所引发的正极材料与电解液间的反应.     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的蔗糖改性研究

首次采用一种固相自引发基团置换反应法制备了蔗糖改性的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)技术对产物的结构和形貌进行了表征,同时对其电化学性能进行了检测.结果表明,在前驱体中加入少量的蔗糖可以有效改善LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的微观结构和电化学性能.在3～4.3 V的充放电电压区间内.添加质量分数3%蔗糖所制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料显示出最高的初始放电比容量0.1 C达到183 mAh/g.     

正极材料LiNi1/3CO1/3Mn1/3O2包覆LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的性能

以NiSO4·6H2O、CoSO4·7H2O、MnSO4·H2O、NH3·H2O及NaOH为原料,采用共沉淀方法在LiNi0.8 C00.15 Al0.05 (OH)2球形粒子表面包覆一层Ni1/3 Co1/3Mn1/3(OH)2三元材料前驱体,配锂后在750℃下、氧气气氛中焙烧12 h,合成复合层状材料Li[(Ni0.8 Co0.15Al0.05)0.97(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.03]O2.复合层状材料具有核壳结构,包覆壳层的厚度约为1μm.复合层状材料在2.8～4.3 V充放电,0.1C首次放电比容量为188.2 mAh/g;0.2 C循环100次的容量保持率为96.2％;在55℃下以0.2C循环100次,放电比容量保持在163.2 mAh/g.     

超细球磨技术用于制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2

以球形Ni(OH)2、Co3O4、Mn3O4及LiOH为原料,用超细球磨-喷雾干燥法得到前驱体,再用高温固相法制备正极材料LiNi1/3Co1/3 Mn1/3O2.在900℃下焙烧12h制备的材料具有良好的六方单相层状α-NaFeO结构,粒径均匀地分布于1～3 μm;在2.8～4.3 V循环,0.1C、2.0C首次放电比容量分别为162.5 mAh/g、138.6 mAh/g,第30次0.1C循环的容量保持率为98.8％,;当充电截止电压提高至4.6V时,0.1C放电比容量增加至约200 mAh/g,且循环性能稳定.     

层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2-xClx的合成及性能

以溶胶-凝胶法制备氯阴离子掺杂型正极材料LiNi1/3 Co1/3Mn1/3 O2-xClx(x=0、0.05、0.10和0.15).用TG/DTG测试分析了材料的相形成过程.XRD分析结果表明:在空气气氛中以850℃煅烧20 h制备的材料,具有良好的六方单相层状结构.电化学性能测试结果表明:掺杂抑制了高电压区域的相变过程,提高了材料的可逆性;x=0.10的样品具有良好的循环性能和倍率性能,在2.0～4.6V循环,0.15 C、1.00 C首次放电比容量分别为198.7 mAh/g、166.4 mAh/g,第25次0.15 C循环的放电比容量为197.9 mAh/g.     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及性能

采用共沉淀法合成出Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2,与LiOH球磨混合后在800℃煅烧9h制备出了锂离子蓄电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、恒流充放电、循环伏安等分析方法对其进行了表征。实验结果表明,该工艺合成出的正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2首次放电容量为160mAh·g-1,循环30次可逆容量保持143.5mAh·g-1,4.3V下的热分解温度高于LiCoO2,是一种很有潜力的锂离子蓄电池正极材料。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的研究进展

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料能够充分发挥Ni、Co、Mn三者之间的协同作用,具有比容量高、循环性能好和热稳定性可靠的优点,是最有可能取代LiCoO2的正极材料之一.综述了有关LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2制备和改性方法的最新情况.     

LiNi1/3Co1/4Mn1/3M1/12O2(M=Al,Ti)的性能研究

采用共沉淀法在800℃下煅烧9 h,制备出了LiNi1/3Co1/4Mn1/3M1/12O2(M=Al,Ti).利用XRD、DSC和充放电分析方法对其进行了表征.实验结果表明:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中Al和Ti的加入,提高了材料LiNi1/3Co1/4Mn1/3M1/12O2(M=Al,Ti)在4.3 V下热分解反应的热稳定性.     

锂离子电池正极材料LiNi1/2 Mn1/2O2的合成

采用溶胶-凝胶法合成出LiNi1/2Mn1/2O2,研究了合成温度和时间对材料性能的影响.利用XRD、DSC、XPS、恒流充放电、循环伏安对其进行了表征.结果表明:用柠檬酸作配合剂,900℃焙烧9 h合成出的LiNi1/2Mn1/2O2,在2.5～4.3 V、电流为15 mA/g的条件下进行充放电测试,首次充放电容量达到138 mh/g,4.3 V下的热分解温度明显高于LiCoO2.     

碳包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料性能影响

通过共沉淀法合成了高振实密度的球形锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2并对其进行了碳包覆改性,对产物进行了XRD、SEM表征和电化学性能测试。结果表明合成的原材料的振实密度达到2.17g·cm^-3。碳包覆没有改变原材料的晶体结构,材料具有较好的α-NaFeO2型层状结构;电化学测试结果表明适量的碳包覆能提高原材料的循环性能和倍率性能。     

LiNi_(0.5)Mn_(0.45)Al_(0.05)O_2的低温燃烧合成

以LiNO3、Ni(NO3)2.6H2O、Mn(NO3)2、Al(NO3)3.9H2O及尿素为原料,用低温燃烧法合成了LiNi0.5Mn0.45Al0.05O2。通过正交实验对合成条件进行了优化,最佳条件为:在600℃点火使原料发生自蔓延燃烧反应,将燃烧产物在750℃回火处理12 h,原料中锂过量10%。XRD、SEM及充放电测试结果表明:此条件下所得产物具有-αNaFeO2型层状结构、球状形貌,以0.1C在2.5～4.6 V充放电,放电比容量在第2次循环时最高,为183.85 mAh/g,第50次循环时仍有167.27 mAh/g。     

5 V锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的进展

综述了近年来5 V锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的合成方法(如固相反应法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、喷雾法和熔盐法等)及修饰改性(如体相掺杂和表面包覆)的研究进展,并对发展前景进行了展望。LiNi0.5Mn1.5O4目前主要的问题是如何进行低成本和大规模的工业化生产。     

微波烧结工艺制备LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2正极材料

以乙酸镍、乙酸锰、乙酸锂和柠檬酸为原料,用溶胶.凝胶法制得前驱体,再用微波烧结工艺制备Li Ni0.5 Mn0.5O2正极材料.用ICP-AES、IR和TG-DSC等方法测试前驱体,用XRD、SEM、TEM和SAED等方法分析样品.溶液DH=8、总金属离子浓度为1.333 mol/L时得到的前驱体,在400 ℃下预烧4 h,再以3 kW加热10 min、800 W保持10 min,可制备出高结晶度的层状Li Ni0.5 Mn0.5O2,0.1 C首次充放电效率为96.3%.     

层状LiNi_(0.5-x)Co_(2x)Mn_(0.5-x)O_2正极材料的合成和电性能

采用共沉淀-喷雾造粒法制备前驱体,于700℃在空气中煅烧20h合成出层状LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2正极材料,研究了不同掺钴量对材料的结构和电化学性能的影响,并用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及电性能测试考察了所得材料的结构、形貌与电化学性能。XRD分析表明,LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2具有α-NaFeO2层状结构,Co3+的掺入可促进层状结构的生成,有效减少阳离子混排。电性能测试结果显示,LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2随着掺钴量的增大,放电容量提高,循环性能变好。样品LiNi0.35Co0.3Mn0.35O2表现出最好的电化学性能,其首次放电效率充放电效率达90%,首次放电比容量为172.8mAh/g,40次循环容量无明显衰减。     

石墨烯/碳纳米管复合导电剂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的影响

研究球磨分散法制备的石墨烯和碳纳米管(CNT)(2∶3)复合导电剂对三元正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2性能的影响。SEM分析表明:复合导电剂均匀地分散在LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2表面,形成良好的"点-线-面"三维立体导电网络结构。电化学阻抗测试表明:复合导电剂可降低电池的内阻。充放电测试显示:在1%的低添加量下,使用复合导电剂的电池的首次放电(2.58~4.25 V,0.1 C)比容量比单独使用CNT的高7 mAh/g,比单独使用炭黑的高19 mAh/g;以10.0 C放电的比容量可达128 mAh/g,比单独使用CNT和炭黑的分别提高24 mAh/g和58 mAh/g。     

三元材料在锂离子动力电池上的应用

锂离子电池被认为是电动汽车EV以及混合动力电动车HEV的主要发展方向之一.选用了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料制成了12 Ah能量型及8 Ah功率型动力电池,并对电池的电性能和安全性能进行了相关测试.结果表明由LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料制备的大容量动力电池比能量高,在循环性能、倍率放电性能、低温放电性能、荷电保持能力以及安全性能方面均表现优异,能够满足EV及HEV动力电源的要求.     

Mn_3O_4合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4

以Mn3O4为原料,在氧气气氛中用固相反应法制备尖晶石结构正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒流充放电测试考察了反应温度、反应时间和锂用量等工艺条件对合成产物的结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明通过控制工艺条件可以优化材料的电化学性能,其中锂用量为1.02,在900℃反应2h所合成LiNi0.5Mn1.5O4具有Fd3m尖晶石结构,放电比容量为140mAh/g、40次循环后容量保持率为94.8%。     

LiMn_(1/3)Ni_(1/3)Co_(1/3)O_2表面混合修饰的改性研究

用Li2MnO3和还原氧化石墨烯(rGO)对Li Mn1/3Ni1/3Co1/3O2进行表面修饰。Li2MnO3和rGO修饰可改善样品的电化学性能,其中3%Li2MnO3+3%rGO混合修饰样品以1.0 C在2.5~4.4 V充放电,首次放电比容量为159.2 m Ah/g,循环40次的容量保持率为95.0%。     

化学分析法测定LiCoxMnyNi1-x-yO2中的钴含量

采用化学分析法对LiCoxMnyNi1-x-yO2中的高含量成分钴进行测定.探讨了在高含量干扰元素锰存在下的测定条件.结果表明:该方法准确,精密度高,标准偏差小于0.073%,变异系数小于0.29%,回收率为99.75%～100.30%.     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料高温循环性能研究

采用溶胶-凝胶法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,对该材料的结构和电化学性能进行了测试。研究结果表明：LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在20℃、45℃、65℃条件下首次放电容量分别为138.2mAh/g、129.7 mAh/g、97.75 mAh/g,20周循环后容量保持率分别为94.5%、92.2%、87.8%,表明该材料具有优越的循环性能和高温稳定性能。