层状Li[Ni_（1/3）Co_（1/3）Mn_（1/3）]O_2锂离子电池正极材料制备方法的研究进展

层状结构Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2是目前国内外锂电池正极材料的研究热点。制备这种三元系材料的方法是热点中的重点。本文主要综述了不同的制备方法以及这些方法的简单对比,并探讨了Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2的应用前景。     

锂离子电池正极材料Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C的合成及性能表征

以LiH2PO4、LiF和V2O5为原料,蔗糖为还原剂,用碳热还原法合成了Li3V2[(PO4)1-xFx]3/C(x=0、0.02、0.05、0.08、0.10和0.15),并用X射线衍射、Fourier变换红外光谱、循环伏安、交流阻抗谱和恒流充放电技术研究了F-掺杂对材料结构和电化学性能的影响.结果表明:F-掺杂Li3V2(PO4)3/C与纯Li3V2(PO4)3/C均为单斜结构,但少量的F-掺杂可提高电极反应可逆程度和电导率,降低电荷传递阻抗;在所得的F-掺杂材料中,Li3V2[(PO4)0.95F0.05]3/C具有较好的电化学性能.在3.0～4.2V (vs.Li/Li+)循环时,电极的0.5C放电容量为124.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率为98.5％,15C下的放电容量为84.7mA·h/g,50次循环后容量保持率为97.4％,而Li3V2(PO4)3/C的仅为59.2 mA·h/g和89.0％.     

锂离子电池正极材料LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2（x=0．1）的合成及性能

采用共沉淀法以化学计量比的Ni^2＋和Mn^4＋（1：1）代替LiCoO2中的Co^3＋合成锂离子电池正极材料LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2（x=0．1）利用X射线衍射对其结构进行表征，结果表明材料的衍射峰与标准的α-NaFeO2层状结构完全对应，为层状嵌锂复合氧化物。LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2在电压2．5-4．3V范围内表现出较好的电化学性能，循环25次后仍保持大约136mAh／g，具有很好的发展前景。     

锂离子电池正极材料LiAlyCo1-yO2的制备及其性能研究

用高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiAlyCo1-yO2.掺杂前后该材料的物理性能无太大变化;利用XRD与能谱仪观察到了铝元素的特征峰.通过对电化学性能的研究,发现其电化学比容量明显高于原始的钴酸锂,但其循环性能下降;当铝的掺杂量增加时,复合物的放电时间明显减少;实验得出铝元素的摩尔掺杂量为0.10时各方面性能最佳.     

正极材料LiNi_(0.7)Co_(0.3)O_2合成条件及电化学性能研究

采用溶胶凝胶法制备了LiNi0.7Co0.3O2。结果表明,煅烧温度为800℃、时间为12 h、Li/(Ni+Co)=1.05的正极材料LiNi0.7Co0.3O2具有α-NaFeO2型的六方晶体结构,在0.1 C下,首次充放电比容量分别为218.0 mAh/g和190.2 mAh/g,首次充放电效率为87.2%,经过20次循环仍有171.5 mAh/g,容量保持率为90.3%。     

锂离子电池Li2Fe1-xVxSiO4/C复合正极材料的合成、结构形貌和电化学性能

采用液相预处理和固相反应相结合的方法合成了聚阴离子型锂离子电池Li2Fe1-xVxSiO4/C（x=0,0.1,0.3,0.5）复合正极材料,采用XRD、SEM、EDX和电化学测试对材料进行了表征,研究了钒掺杂对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明所有样品均为正交晶系,属P21mn空间群,钒掺杂量x=0.1时样品晶格常数发生明显变化,晶胞呈c轴方向拉长的立方体,导致了材料的比容量和循环性能下降;所有样品均为纳米至亚微米尺寸颗粒,且随钒掺杂量的增加而增大,但x=0.5时样品的电化学性能最优。在常温和0.2C倍率下初始放电容量为124.3mAh/g,循环10次后容量无衰减,可逆放电容量仍高达126.2mAh/g,显示了良好的循环性能和应用前景。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的电化学性能改进

引言 随着社会的进步,人们对化学电源提出了高能量、长寿命、低成本、低环境污染的要求.虽然锂离子蓄电池目前已经实现了商品化,但正极嵌锂材料结构与性能的研究,以及如何提高容量和降低成本是锂离子蓄电池进一步被开发和应用的关键.     

锂离子蓄电池正极材料LiCoO2的制备与电化学性能研究

以Co3O4为Co源、Li2O2为Li源、非水介质为分散剂,采用改进高温固相反应法合成了锂离子蓄电池正极材料LiCoO2,并采用XRD和电化学性能评价考察了不同合成条件对材料的晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,材料的合成温度、前驱物的纯度和处理方法对材料的结构,充放电容量和循环性能有较显著的影响,焙烧时间对材料的电化学性能影响相对较小,以优化的最佳合成条件制备正极材料,材料的充放电比容量均大小于150mAh/g,效率在96．0－99．9％之间,循环100次后,材料的充放电比容量仍大于146mAh/g,容量保持率大于97．3％,优于常规固相反应法所得结果,显示了较好的应用前景。     

锂离子电池正极材料Li2Mn0.95Mg0.05SiO4的合成和电化学性能

以Li2SiO3、Mn(CH3COO)2·4H2O和Mg(CH3COO)2·4H2O为原料,采用高温固相反应法成功合成出Li2Mn0.95Mg0.05SiO4锂离子电池正极材料.采用XRD、扫描电镜等技术分析了合成粉末的相组成、结构和微观形貌,利用电池测试仪测试了正极材料的电化学性能.研究结果表明,固相合成的粉末主相为Li2Mn0.95Mg0.05SiO4,同时存在少量的杂质,产物表面形貌、粒度均与未掺杂样品类似,二者均为非球形颗粒,颗粒尺寸约为100～500 nm.电化学测试结果表明,Mg掺杂后,正极材料的可逆容量和循环寿命都得到提高.正极材料电化学性能提高的机理在于Mg掺杂稳定了Li2MnSiO4正极材料的结构.     

锂离子电池正极材料铌掺杂LiNiO2 的制备与电化学性能

为了提高LiNiO₂的电化学性能,用固相反应法制备了铌掺杂LiNiO₂材料,并用X射线衍射（XRD）分析、恒电流滴定技术（GITT）、电化学阻抗谱（EIS）等方法研究铌掺杂量对LiNiO₂的结构和性能的影响。结果表明适量的铌（Nb）掺杂可以提高LiNiO₂层状结构的有序程度,降低Li⁺/Ni²⁺混合程度,降低电荷转移阻抗,提高活性材料中锂离子的扩散系数。其中LiNi_0.99Nb_0.01O₂在0.5C循环100次的容量保持率为91.4%,5C时放电比容量为143 mA·h/g。而未掺杂铌的LiNiO₂在相同条件下的容量保持率和比容量仅为69.2%和127 mA·h/g。结果说明铌掺杂能够有效提高LiNiO₂的电化学性能。     

锂离子电池正极材料LiCo1／3Mn1／3Ni1／3O2的制备与性能研究

采用机械活化-高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiCo1／3Mn1／3Ni1／3O2研究球磨方式与n（Li）／n（M）对合成产物结构与性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征。研究结果表明,优化试验条件下制备得到的材料具有良好的循环性能,在电压范围2．7～4．2V内,充放电的电流值为20mA／g时,初始放电比容量为160mA·h／g,30次循环后容量保持率为96．98％。     

共沉淀法制备Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2及电化学性能研究

采用NH3-NaOH共沉淀法合成了L[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2正极材料,通过改变NH3·H2O浓度及加料方式研究材料的电化学性能.采用XRD、SEM对晶体的结构和形貌作表征.将正极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2制成电极极片,组装成电池进行测试.分析测试结果表明,合成的极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2具有典型的α-NaFeO2结构,粒径分布较好,呈类球形.     

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。     

锂离子电池正负极材料输送系统研究

气力输送技术是目前最理想的粉体材料输送技术。锂离子电池正负极材料属微米级粉体材料,其生产过程具有其他粉体材料生产的共性特点,本文就目前气力输送技术在锂离子电池正负极材料制造领域的应用,对其所存在的问题进行评述,并得出高度自动化的输送系统是其发展的趋势。     

层状锂离子正极材料Li_(1+x)(Co_(0.2)Ni_(0.4)Mn_(0.4))O_2的结构和电化学性能的研究

采用溶胶凝胶法,用柠檬酸作为鳌合剂,在不同的温度下合成制备均一的层状锂离子正极材料Li(Co0.2Ni0.4Mn0.4)O2。XRD、SEM实验数据表明,在较低温度700°C下便可制得层状Li1+x(Co0.2Ni0.4Mn0.4)O2,并具有均一的颗粒形貌,颗粒大小为300 nm左右。XPS显示其正极材料中的Co、Ni、Mn的化学价态分别为+3,+2,+4,均为它们的稳定价态。700°C下合成的材料在20mA/g,2.9~4.6 V电压范围内,首次放电比容量为210.2 mAh/g,50周后放电比容量仍高达185.3 mAh/g,容量损失为11.84%。     

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。     

NaV_3O_8纳米片的制备及作为锂电池正极的性能研究

<正>极材料是目前制约锂离子电池发展的关键因素。钒酸钠因具有较高的理论比容量和合适的脱嵌锂电位有望作为锂离子电池的正极材料。本文采用了水热-固相两步法合成了分散均匀的NaV3O8纳米片材料。采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对所制备材料的物相和形貌进行了表征。以商业化金属锂片作为负极,NaV3O8为正极,商业化LiPF6电解液(1mol/L,碳酸亚乙酯-碳酸二甲酯为溶剂,体积比为1∶1)组装了锂离子电池。通过循环伏安(CV)和恒流充放电测试研究了电池的电化学性能。结果表明,NaV3O8具有良好的可逆脱嵌锂能力。在300mA/g电流密度下50次循环仍无明显的容量衰减,体现了优秀的循环稳定性能。     

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%。     

纳米SnO_2可控合成及其对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

采用溶胶法制备Sn(OH)4胶体,以炭载体控制吸附胶体粒径,通过高温烧结制备炭载纳米Sn O2,并通过载体转移技术将纳米Sn O2转移到Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料表面,考察了合成工艺条件对纳米Sn O2及其前驱体粒径的影响,并对纳米Sn O2修饰的Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料进行分析。结果表明:在以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂、陈化12 h、添加炭载体的条件下可以有效控制Sn O2前驱体胶体的粒径;Sn O2负载在Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2表面,没有进入Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2材料的结构中,纳米Sn O2提高了Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能;在0.5C、1C、2C、5C下充放电,首次放电容量分别提高了3.75%、0.96%、6.41%、8.71%,1C倍率循环50次之后,容量保持率由71.35%提高至92.14%。