锂离子电池复合/混合正极材料的研究进展

概述了锂离子电池正极材料LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4和LiFePO4的优缺点,并综述了复合/混合正极材料的研究现状.不同晶型结构正极材料间的优化配合与材料性能的进一步改进,成为需要解决的主要问题.     

基于富锂锰基正极材料的复合正极体系研究

富锂锰基正极材料因具有超高放电比容量而受到广泛关注,但电压衰减、循环稳定性不佳、倍率性能较差和高压电解液匹配难度大等问题阻碍了其产业化应用,当前单独应用富锂锰基正极材料仍极具挑战.因此,将富锂锰基正极材料与其他商业化的正极材料进行复合应用,可能是快速推进富锂锰基正极材料产业化应用的有效途径.研究了基于富锂锰基正极材料的复合正极体系.研究结果表明:引入三元材料、钴酸锂或锰酸锂会降低复合正极的电化学性能;引入磷酸锰铁锂后复合正极的倍率性能降低;引入磷酸铁锂后可以提高复合正极的电化学性能,在2.0～4.6 V、1 C下,磷酸铁锂-富锂锰基复合正极循环50次后的容量保持率为97.2％,10 C下放电比容量可达96 mAh/g.     

正极添加剂对NiCl_2体系热电池性能的影响

研究了NiCl2粉体中不同的添加剂对该体系热电池性能的影响.通过扫描电子显微镜法(SEM)对NiCl2正极形貌进行观察,其主要由粒径为10μm左右的粉体组成.研究结果表明,在NiCl2粉体中添加质量分数20%的羰基Ni粉和质量分数为10%的LiF-LiCl-LiBr三元熔盐可以有效改善该正极材料的导电性能.与LiSi/FeS2体系电池的性能对比结果表明,NiCl2体系是高比容量、高比功率热电池的首选正极材料.其成功应用可开创高电压热电池正极材料的新时代.     

动力锂离子电池正极材料的发展与研究

锂离子电池的正极材料是影响锂离子电池性能的关键所在,正极材料应具备结构稳定,较高的锂离子脱嵌能力、电导率高等特点.综述了近几年对正极材料的研究,对α -NaFeO2结构、尖晶石结构、橄榄石结构磷酸盐(LiMPO4)等正极材料的优缺点作了相关阐述.对未来正极材料的研究提出了一定的见解.     

LiNi0.75Co0.2Al0.05-xMgxO2的合成及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiNi0.75Co02Ab0.05-xMgxO2(x=0,0.01,0.025),通过充放电实验、慢扫描循环伏安法和交流阻抗技术进行了电化学性能测试.结果表明:对LiNi1-xCoxO2实施共掺杂Mg2 、Al3 ,可改善其层状结构稳定性和充放电循环特性.将所得LiNi075Co0.2Al0.025Mg0.025O2作为锂离子二次电池正极材料,电池首次放电比容量达170 mAh/g,经100次循环充放电后仍能保持初始容量的78.3%.     

层状结构LiMn0.5Ni0.5O2材料的合成及性能

廉价正极材料的研究开发及应用是目前锂离子电池进一步发展和推广应用的关键.采用高温固相合成LiMn0.5Ni0.5O2材料,用XRD对合成材料结构进行表征,并用恒电流法进行电化学性能测试,在此基础上对材料进行Al掺杂改性.实验结果表明,合成材料经微量掺杂后具有较好的电化学循环性能,可作为锂离子电池的替代正极材料。     

锂离子电池正极材料的表面包覆研究现状

表面包覆是改善锂离子电池正极材料性能的重要手段之一。总结了锂离子电池正极材料表面包覆的常用方法;介绍了包覆物质的种类及研究现状;讨论了包覆改善正极材料性能的机理;展望了将来表面包覆的研究工作。     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4掺钒的研究

采用低温液相碳酸盐法合成了掺杂钒的Li-Mn-O正极材料.X射线衍射分析表明当掺钒量小于20%,合成的电极材料Li-V-Mn-O仍能保持LiMn2O4的尖晶石结构,当掺钒量超过20%则合成产物中不含尖晶石结构的LiMn2O4.循环伏安和恒电流充放电实验证实掺杂钒可改善Li-Mn-O正极材料电化学反应的可逆性,并提高其比容量;掺钒量大于10%时,合成产物中出现杂质相导致电极材料电化学性能下降.     

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.     

锂离子电池复合正极材料的研究进展

综述了锂离子电池复合正极材料的研究现状,介绍了复合正极材料的结构和电化学性能特点,就正极复合材料的分类和复合方法进行了详细探讨.与单一的锂离子电池正极材料相比,复合正极材料的结构稳定性得到提高,具有更好的循环性能.     

掺杂包覆提升高镍材料稳定性机理研究进展

高镍正极材料因其高比容量等优点在多个领域得到广泛应用,然而材料的结构稳定性是其亟需解决的一个技术难题.目前,元素体相掺杂或表面包覆技术是提升材料稳定性最常用的技术手段.通过系统综述Al、Zr、Ti、B、Mg、P、F、Ce等掺杂包覆元素对高镍材料循环寿命的提升情况,进一步剖析了这些元素提升材料微观结构稳定性的作用机理,包...     

正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.96Si0.04O1.96F0.04的合成及其性能

采用共沉淀法合成了锂离子蓄电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,用阴阳离子复合掺杂的方法对其进行改性.X射线衍射光谱(XRD)结果表明,复合掺杂没有改变晶体的层状结构.采用恒电流充放电和交流阻抗对其电化学性能进行了研究,结果表明,复合掺杂提高了材料的首次放电容量和循环性能,抑制了其在循环过程中电化学反应阻抗的增加.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状

从材料的合成方法、高温贮存和循环性能衰退机制和高温循环性能的改善等几个方面对近年来国内外有关尖晶石型LiMn2 O4材料的研究作了综述。烧结温度、冷却速度和合成气氛对高温固相反应产物的性能影响很大 ;低温合成方法具有很多优点。LiMn2 O4材料中锰元素的溶解流失及其引起的结构变化和高电压下电解液的分解是容量衰减的主要原因。对LiMn2 O4材料的内部结构和表面进行修饰可以改善其循环性能。     

锂离子电池正极材料研究进展

锂离子电池以高能量密度、高比容量、无记忆效应及对环境友好等优点被认为是理想的能量储存和转换方式。锂离子电池性能的持续提升主要取决于正极材料的研究进展,综述了几种主要正极材料的研究进展,指出复合材料是未来锂离子电池正极材料的重要发展方向。     

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%。     

锂硫电池正极材料研究进展

锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系,将是下一代电动汽车以及混合电动汽车的化学能源。通过十余年的研究和开发,虽然对其电化学过程中复杂反应机理还没有完整系统的理论描述,但是围绕锂硫电池的研究取得了很多成果。回顾了过去十余年在锂硫电池正极材料领域取得的研究成果,介绍了锂硫电池正极材料的研究现状,分析了该体系的缺陷和存在的问题,并展望了今后锂硫电池的研究方向。     

热电池正极材料CoS_2的研究进展

CoS_2作为正极材料已经广泛应用于热电池生产。综述了热电池正极材料CoS_2的研究进展。分别从CoS_2的放电机理、制备方法、提纯分析、放电性能四个方面阐述其研究和发展现状。对CoS_2的研究方向提出了建议和展望。     

LiCoO2改性LiMn2-xCrxO4的结构与性能

采用溶胶-凝胶法合成了LiCoO2包覆改性的尖晶石型LiMn2-xCrxO4(x=0,0.05,0.1)正极材料.XRD表征改性材料均具有良好的尖晶石型结构;扫描电子显微镜(SEM)显示改性样品具有更好的颗粒分散度和表面形貌;充放电表明改性样品的循环性能均具有不同程度的提高,其中样品5%LiCoO2-LiMn1.95Cr0.05O4与未改性或仅掺杂Cr的材料相比较,更好地抑制了可逆容量在循环充放电中的衰减,50次循环充放电容量(122.3～112.4 mAh/g)仍保持在91.9%以上.循环伏安和电化学阻抗测试也表明该材料具有良好的充放电可逆性和较小的阻抗.     

锂硫电池正极复合材料研究进展

从两个方面综述了锂硫电池正极复合材料的研究进展:一方面为含硫复合材料,它包括硫/碳、硫/纳米金属氧化物及硫/聚合物复合材料;另一方面为正极所含的粘结剂,它包括聚环氧乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯(PVDF)、水溶性聚合物(LA)、白明胶(gelatin)等。此外,针对锂硫电池存在的问题,对后续研究作了展望,提出选择具有多孔结构和良好导电性的碳材料是提升锂硫电池性能的关键因素;同时具有良好粘结性能、高的导电性能及优异化学稳定性的黏结剂也对锂硫电池性能的提升发挥重要作用。     

锂离子蓄电池正极材料LiNi0.8-xCo0.2YxO2的制备及性能

采用溶胶凝胶法制备了锂离子蓄电池正极材料LiNi0.8-xCo0.2YxO2(x=0.00,0.03,0.04,0.05)。分别用X射线衍射光谱法(XRD)、充放电实验、交流阻抗等测试方法研究了稀土元素钇的掺入对LiNi0.8Co0.2O2结构及电化学性能的影响。结果表明钇的掺入减少了材料中阳离子的混排,稳定了LiNi0.8Co0.2O2的层状结构,提高了首次充放电效率和循环性能,抑制了循环过程中电池阻抗的增加。