高镍锂离子电池三元材料NCM电解质的应用

高镍三元正极材料成本低、比容量高,符合锂离子电池可持续发展的理念,被认为是下一代的主流正极材料。但是,高镍材料需搭配合适的电解质才能有效发挥其性能,而这一研究很少被关注。因此,总结并选择适配的电解质对于高镍锂离子电池来说格外重要。本文简述了锂离子电池电解质的一般组成及其产生的电解质类型,重点综述了有机液体电解质、固体电解质及离子液体基电解质在高镍三元材料电池中的应用,并通过电解质的量化计算进行了验证总结。分析表明,离子液体-有机溶剂混合电解质在高镍三元材料（NCM）电池中具备更好的循环效果,同时满足了电池安全稳定的要求,更适合作为高镍材料电池的电解质。最后,针对混合电解质各溶剂间的相互作用机理及Li⁺传输等分子动力学研究进行了展望。     

浓度梯度型锂离子电池富镍氧化物正极材料

富镍氧化物正极材料因其具有高比容量、低成本、环保和无需高电压电解质的优点而备受关注。虽然Ni含量的增加有助于提高放电比容量,但也产生了阳离子混排、表界面反应和导致结构不稳定的裂纹扩展等缺点,导致富镍正极材料的循环寿命较差、热稳定性有待提升和储存性能较差,妨碍了其商业化应用。为尽可能地发挥富镍锂离子电池高容量的优势,研究人员对材料进行了多种改性,历经了离子掺杂、表面包覆、单晶材料、核壳结构、浓度梯度结构等发展阶段。本文首先对掺杂、包覆、单晶、核壳结构等几种改性手段进行了简要概述,分析了这几种方法的优势及本身固有的缺点。然后重点对浓度梯度材料进行了分析,根据其发展阶段分为富镍核加浓度梯度壳、线性浓度梯度材料、渐进式浓度梯度材料三个部分,从合成方法、改性机理及电化学性能等方面做了详细介绍。综合来看,浓度梯度材料可以从根本上解决富镍正极材料的固有缺点,相信这一技术会在富镍正极材料的实用化进程中发挥重要作用。     

钒酸镍锂离子电池负极材料的研究进展

综述了近年来国内外关于钒酸镍材料的合成方法、结构性质以及应用于锂离子电池新型负极材料的研究进展。钒酸镍(Ni3V2O8、NiV3O8等)电极材料具有成本低、环境友好、比容量高、倍率性能优异等优点,但其在充放电过程中体积的巨大变化、电导性差以及比表面积低等问题严重影响了其规模化应用。该文从三个方面阐述了近年来通过电极材料微纳米化、复合化、表面包覆等手段有针对性的进行钒酸镍电极材料改性的研究进展,积极探索了高性能钒酸镍材料的合成方法,展望了今后重点开展的研究方向,对于钒酸镍材料的广泛应用具有一定的学术价值和实用意义。     

锂离子电池高镍三元材料的包覆改性研究进展

锂离子电池高镍三元材料具有循环寿命长、绿色环保、成本低等优点,已成为电动汽车、便携式电子设备等领域的首选正极材料。但是,镍含量的增加容易使材料表面结构不稳定、界面副反应增加,导致材料的循环性能降低。主要从单层包覆和双层包覆两个方面综述了高镍三元材料的改性研究,介绍了不同包覆材料对其电化学性能的影响。双层包覆能更好地改进高镍三元材料的电化学性能,但是在清除氟化氢方面仍需进行研究。     

锂离子电池正极材料镍酸锂研究进展

镍酸锂具有比容量高、污染小、价格适中、与电解液匹配好等优点，被认为是一种较有发展前景的锂离子电池正极材料。但它合成困难，循环稳定性差。近几年来一些研究人员从合成方法、掺杂改性等方面对镍酸锂做了大量的研究工作。介绍了作为锂离子电池正极材料的镍酸锂的结构特征、电化学性能及现阶段存在的问题；综述了近几年来国内外的电化学研究者对锂离子电池正极材料镍酸锂的合成及稀土掺杂方面的研究进展和稀土掺杂对镍酸锂的结构和电化学性能的影响；并对镍酸锂未来的发展方向做了展望。     

锂离子电池负极材料研究进展

能源是影响社会发展的主要因素,同时也是经济社会发展的基础。能源工业既是国民经济的基础产业,又是技术密集型产业。因此,能源科技创新在整个国家科技创新体系中占有十分重要的地位。锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长且无记忆效应等优点而被认为是最理想的储能元件。这也使锂离子电池电极材料的研究成为当近材料研究的热点。锂离子电池的关键材料之一是负极材料,正是因为负极材料的许多问题,限制了锂离子电池的进一步应用。因此,负极材料性能的提高十分必要。     

锂离子电池用层状高镍正极材料的研究进展

层状高镍正极材料(Ni≥80%)以其较高的比容量和良好的循环寿命,被认为是极具前景的高比能量动力电池正极材料。文章总结了高镍正极材料存在的问题,介绍了高镍正极材料的改性研究进展,展望了高镍正极材料的应用和发展方向。     

高比能锂离子电池富锂正极材料研究进展

富锂正极材料被认为是高比能锂离子电池的潜在正极材料之一,其能够提供约300 mA·h/g的可逆容量,相比于目前商业化正极材料具有明显优势.然而初始Coulombic效率低、电压衰减、容量衰减等阻碍了其实际应用.本综述针对2类富锂材料包括富锂锰基材料和富锂阳离子无序材料,详细介绍其晶体结构、阳离子氧化还原机制、阴离子氧化...     

锂离子电池LMCM材料研究进展

近年来随着新能源汽车技术的应用发展,人们需要开发出成本更低、比容量更高、可快速充放电的锂离子电池正极材料.富锂锰基正极材料具有高可逆比容量(>250 mAh·g-1)、低成本等优势,受到了人们的广泛关注.介绍了共沉淀法、溶胶凝胶法等富锂锰基正极材料的合成方法,阐述了该材料在首次库伦效率、容量保持率和倍率性能方面存在的问...     

锂离子电池正极材料技术研究进展

对锂离子电池正极材料的研究进展进行了概括和评述。对钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等已商品化材料的技术特点进行了分析。指出已商品化材料的技术改进方向。对新型材料5 V高电压尖晶石锰酸锂、富锂层状氧化物材料{xLi2MnO3·（1-x）Li［Mn1/3Ni1/3Co1/3］O2}的发展前景进行了展望。     

高镍三元正极材料表面碱性物质研究进展

高镍三元正极材料表面形成的碱性物质容易导致电池容量衰减加快、寿命缩短,因而调控三元材料表面碱性物质对于提高锂离子二次电池的功能和安全性至关重要。综述了高镍锂离子电池三元正极材料表面碱性物质的形成机理及处理手段,从不同角度阐述了环境中的水、二氧化碳对表面碱性物质形成的影响。探讨了表面碱性物质形成过程中,由于锂离子和过渡金属的迁移与固化引发的表面结构的相变现象,造成了三元正极材料的加工储存性能的恶化。还对降碱工艺中的洗涤、干燥、低温烧结等过程进行了重点说明,阐述了洗涤工艺对三元材料表面碱性物质降低及对材料性质的影响,指出需选择合适的洗涤、干燥条件,减小材料表面发生的变异。最后结合目前降碱工艺对后续研究方向提出了建议。     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展,退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素,潜在资源量巨大,回收经济价值高,系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术,将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力,促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状,主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收,着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺,简要比较了各种工艺路线的优缺点,探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题,并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。     

锂离子电池正极材料研究的进展

锂离子电池由于有高能量密度、高输出电压、无记忆效应和无环境污染等优点,得到越来越多的应用。作者简述了锂离子电池的结构和充放电原理,详细介绍了近年来应用于锂离子电池的一些正极材料。并讨论了它们的优缺点及在锂离子电池中的应用前景。指出今后电极材料的研究与开发重点将朝着高比容量、高充放电效率、高循环性能以及低成本方向发展。     

全固态锂离子电池的研究进展与挑战

全固态锂离子电池具有安全性高、电化学性能优异等优点,但存在电极与电解质界面相容性差、室温离子电导率低等问题。本文总结了以上问题产生的原因及解决方案。对于正极界面,可复合正极材料与固态电解质、构造三维多孔结构固态电解质或在界面处引入缓冲层。对于负极界面,可设计界面层、原位聚合生成固态电解质、构造固态电解质骨架或使用自愈合和弹性固态电解质。对于固态电解质自身,以聚氧化乙烯（PEO）固态聚合物电解质为例,可添加增塑剂、无机陶瓷填料或构造聚合物共混物与嵌段共聚物。最后,对今后的研究方向提出了建议：应注重优化电极/固态电解质界面层;探索锂离子传输机理;构建具有高离子电导率的固态电解质等。     

动力锂离子电池仿真模型研究进展

锂离子电池作为新能源电动汽车优异的动力来源受到广泛关注,获得高性能的锂离子电池对电动汽车的发展至关重要。数值仿真技术突破了传统实验的限制而极大地促进了锂离子电池的研究工作。高效、实用的仿真模型可以将多种化学反应及物理场相互耦合,预测多种因素对于电池各种性能的影响,使仿真结果尽可能地接近真实情况。本文主要介绍了仿真研究的优势和重要意义,分别从电池热模型、电学特性模型、老化模型等出发,比较了众多仿真模型针对锂离子电池性能的仿真结果,总结不同模型的优势以及存在的薄弱环节,并提出仿真研究以后的发展趋势为：①从机理出发,研究多物理场相互作用关系,实现多场耦合;②从模型和算法入手,扩大模型的研究范围,兼顾简化模型和提高精确度;③从电池本身入手,注重电池材料的性能改善以及成组方式和结构优化。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展

介绍了橄榄石型L iFePO4正极材料的优缺点和造成L iFePO4导电率和锂离子迁移率低的原因,讨论了近年来各种制备L iFePO4的方法以及改性研究,并对今后的发展方向作出了展望。     

Si基锂离子电池负极材料研究进展

硅具有高的理论比容量、较低的嵌锂电位、来源广泛且环境友好等优点,被认为是下一代锂离子电池负极材料的有力竞争者。然而,在锂离子脱嵌过程中巨大的体积膨胀引起了活性材料的粉化和破裂,这带来了电极循环性能差、容量衰减快甚至电极失效等一系列问题。迄今为止,有大量关于改性硅基材料的报道。本文将重点介绍硅基材料的纳米结构化设计和硅/碳材料的结合。首先,分析了硅的储锂及失效机制,从机理上理解硅的失效对其电化学性能的影响。其次,从理论上阐述了纳米级硅材料对缓解体积效应的机理,从结构设计、材料合成、形态特征和电化学性能等方面论证了纳米硅材料的优势。随后,从缓解体积膨胀、提高电导率和形成稳定的固体电解质（SEI）膜等方面总结了硅碳复合材料的研究进展。此外,还讨论了将导电聚合物和金属引入硅基材料的电化学性能增强机理。最后,从提高首次库仑效率、SEI膜稳定性和质量负载量等方面对硅基材料的产业化应用提出几点建议。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

从LiFePO4的结构出发,分析了该材料所特有的优越性能以及存在的缺陷,阐述了物理掺杂和体相掺杂两类改性方法的特点和取得的成效。在此基础上,介绍了高温固相法、共沉淀法等方法合成LiFePO4的最新研究进展,探讨了各种制备方法的优缺点,并简要评述了LiFePO4未来发展的前景以及为使该材料走向实用化应注重的研究方向。