锂硫电池研究进展

锂硫电池(LSB)凭借其超高的能量密度(2 600 Wh·kg^-1),被认为是下一代储能系统的潜在候选者之一。然而,目前LSB的实际应用受到了多硫化锂(LiPSs)穿梭效应、电解质连续分解和锂枝晶生长等问题的限制。这些挑战主要与正极结构框架、锂负极的反应性以及在电极-电解质界面发生的氧化还原反应有关。设计良好的正极结构、新型电解质的开发和负极保护已被陆续研究,以期改善LSB的电化学性能。在本文中,将系统地讨论克服LSB挑战的相关研究进展,如正极硫载体设计和制备、新型电解质的开发、隔膜的改性/功能层插层设计、锂负极的保护及LSB产业化方面的最新研究进展。最后,为LSB的实际应用提出总结和展望。     

锂硫电池碳/硫正极材料制备及其性能分析

近年来,在电动汽车和电子设备等对高性能储能系统的需求量逐渐增加,在较高理论比容量和理论比能量等方面的锂硫电池体系也受到更加广泛的关注和重视。单质硫的储量较为丰富且具有无毒和低成本等优势,对环境保护工作的开展存在着必要影响。但是单质硫及放电产物硫化锂存在着导电性差且中间产物多硫化物容易溶于电解液等问题,对锂硫电池的循环稳定性具有不利影响。在锂硫电池正极材料中,碳/硫复合材料的潜力是比较大的,这就需要加强对其植被及性能考察和研究。     

锂硫电池过渡金属磷化物复合正极材料研究概述

低碳、环保、高效是21世纪社会发展的主旋律。原材料廉价易得的锂硫(Li-S)电池因其超高能量密度(2 500 Wh·kg^-1)而受到能源转化与储备设备研究者的瞩目。然而,锂硫电池绝缘的活性物质与循环过程中不可避免的穿梭效应导致其反应动力学缓慢,进而造成包括循环倍率能力较差与库伦效率低下在内的诸多问题。研究人员现已发现了具有良好电导率且对多硫化物(LiPSs)具有吸附转化双重能力的过渡金属磷化物(TMPs)。本文将重点介绍运用在锂硫电池正极的不同过渡金属磷化物材料的设计合成方法与电化学性能提升研究相关进展,并对该类材料的未来发展进行展望。     

锂离子电池正极材料技术进展

本文综述了锂离了也正极材料的研究进展，着重叙述了Ｌｉ－ＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４的结构特点，合成工艺方法和性能特点，及其在生产实践中的应用状况。     

萃取法从废旧锂离子电池正极材料 浸出液中提取锂

废旧锂离子电池正极材料浸出后,溶液中的镍、钴等有价金属十分容易回收,但一直没有很好的方法来回收锂.实际上,这种浸出液和盐湖卤水都为锂盐溶液,所不同的只是盐湖卤水中锂的浓度往往要低一些,并有大量的氯化钠、氯化镁伴生,因此可将废旧锂离子电池浸出液看做一种特殊的“盐湖卤水”,并进一步调整其Cl－的浓度,进而成功地采用盐湖提锂中常用的萃取法.该方法以磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,在三氯化铁（FeCl₃）存在的条件下,实现选择性提取锂. TBP首先与FeCl₃-NaCl的酸性溶液接触, 形成了锂的专属萃取剂;并将浸出液中氯化钠的浓度进一步调整到250 g/L,在相比（V_O/V_A）为3,温度为室温条件下萃取5 min, 锂的单级萃取率可达到75 %左右,而Ni2+、Co2+、Mn2+几乎没有被萃取.根据平衡等温线,通过4级逆流萃取,锂的萃取率可达到99 %.      

正极材料磷酸铁锂研究进展

近年来,磷酸铁锂作为重要的锂离子电池正极材料得到显著的发展,相较于其他正极材料,磷酸铁锂材料在特定的使用环境下具有明显的优势,其中包括优良的循环性、热稳定性、安全性能。相比之下,磷酸铁锂正极材料存在的电子电导率低、锂离子扩散系数小等缺陷,限制了其在高倍率动力电池等场景下的使用。文章主要从LiFePO_(4)基本概述、材料制备及改性方法等方面,对近年来LiFePO_(4)的发展进行综述,在此基础上对未来发展趋势及材料性能提出预期,并对LiFePO_(4)在产业化进程中的重点问题进行总结。     

锂离子电池正极材料的发展现状和研究进展

介绍了锂离子电池正极材料钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钒的氧化物以及导电高聚合物正极材料的发展现状和研究进展.LiCoO2在今后正极材料发展中仍然有发展潜力,通过微掺杂和包覆都可使钴酸锂的综合性能得到提高,循环性能大大改善.环保、高能的三元材料和磷酸铁锂为代表的新型正极材料必将成为下一代动力电池材料的首选.     

磷酸铁锂正极材料的研究现状

磷酸铁锂正极材料具有比容量大、安全性高、性价比高以及循环寿命长等优点,被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一.论述了橄榄石型磷酸铁锂的晶体结构特征以及充放电反应机制,综述了近年来采用葡萄糖、活性碳和石墨烯等不同的碳源进行碳包覆,硫离子、镁离子、镍离子、氟离子、钒离子、钠离子和银离子等不同金属离子和非金属离子进行离...     

锂离子电池正极材料热稳定性研究进展

综述了锂离子电池正极材料热稳定性的研究现状及其进展。针对正极材料LiCoO_2,LiNiO_2,LiMn_2O_4及其衍生物的热稳定性,众多研究者提出了不同的反应机理,认为正极材料的热稳定性与颗粒大小、晶体结构、充/放电状态、脱锂程度及电解质性质等因素有关。可以利用掺杂技术、涂层技术及优化合成条件等手段来改善正极材料的热稳定性。     

锂离子电池正极材料的制备研究现状

叙述了锂离子电池正极材料LiC0O2、LiNiO2：LiMn2O4及锂钒氧化物的合成方法；概述了铝、镍、钛等某些掺杂元素对LiC0O2、LiNiO2、LiMn2O4、锂钒氧化物的容量和循环性能影响。通过对LiC0O2、LiNiO2、LiMn2O4及锂钒氧化物的结构、充放电容量等性能分析和合成原料成本的分析，认为LiMn2O4及锂钒氧化物有望成为新一代优良的锂离子电池正极材料。     

废旧磷酸铁锂正极材料氯化焙烧回收锂

针对目前废旧磷酸铁锂处理工艺存在耗能高、污染大等问题,探索了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料氯化焙烧工艺。焙烧过程中,以NH₄Cl作为氯化剂,实现锂和部分金属物相转型,形成可溶性的氯化盐。探究NH₄Cl用量、焙烧温度、焙烧时间、气氛条件等对氯化过程的影响。试验结果表明,废旧磷酸铁锂正极材料经氯化焙烧转型,可实现Fe、Al在氧化性气氛中转化为Fe₂O₃、FeOCl和AlPO₄等难溶物,在水浸过程中原料中的不溶性杂质和难溶的Fe、Al化合物进入渣相,Li部分转化为可溶性物质,从而选择性浸出至溶液。本方案能够选择性从废旧磷酸铁锂电池中提取最有价值的金属锂,实现资源的回收、高效利用。     

锂离子电池正极材料锰酸锂制备方法的研究进展

LiMn₂O₄以其价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,成为最有希望取代LiCoO₂的主流材料之一.LiMn₂O₄的生产制备方法众多,文中详细介绍了锰酸锂的晶体结构特点,阐述了锰酸锂的各种制备方法,探讨了采用不同的原料、不同的制备方法对提高锰酸锂性能的差异.从电解液方面、尖晶石锰酸锂晶体结构层面分析了其容量衰减的原因,希望能够为锰酸锂材料的研究者提供借鉴,为其生产提供理论依据.     

新能源汽车动力型锂离子电池锰酸锂正极材料循环性能的改性

在目前主流的锂离子正极材料中,尖晶石锰酸锂(LiMn₂O₄)具有成本低廉与安全性能高的优势,因此在小型新能源汽车领域有广泛的应用。目前锰酸锂正极材料发展与应用的主要障碍在于锰元素的溶解。锰的溶解将导致循环性能的迅速衰退,在高温循环中尤为显著。在实验中,以氟化锂作为包覆物质,将其包覆于锰酸锂正极材料表面,从而将锰酸锂与电解液隔绝,起到抑制锰溶解的目的。X射线衍射表明,氟化锂与锰酸锂的共烧结过程中未发生氟掺杂,因此未引起锰酸锂的结构变化。通过对不同氟化锂包覆量电化学阻抗谱的研究,能够确定最合适的氟化锂包覆量。相比原始锰酸锂样品,经氟化锂包覆的锰酸锂正极材料与金属锂和石墨组成的软包电池均表现出了更加优异的电化学性能。其中,软包全电池能量密度达到183 Wh/Kg,1C条件下常温与高温循环1 000圈后容量保持率可达90.3%与75.7%。     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

介绍了锂离子电池锡基负极材料的研究进展。重点介绍了锡基负极材料的合成方法、电极反应机理及其电化学性能。指出锡基负极材料由于其高的可逆容量，若能克服目前存在的问题，将有望成为新一代锂离子电池负极材料。     

锂离子电池正极材料的研究进展与展望

对锂离子电池正极材料的结构、性能、电化学反应机理、合成方法和发展趋势等方面进行了综述，并对该材料的应用前景进行了展望。     

动力型锰酸锂正极材料生产工艺的优化

介绍了影响锂离子动力电池用动力型锰酸锂正极材料产品质量的各种因素,以及消除这些因素所采取的措施。通过各工序工艺条件的优化,不仅提高了产品质量,也使生产过程进一步受控。     

球形锂离子电池正极材料的制备研究进展

球形锂离子电池正极材料-LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4及其掺杂材料具有堆积密度大、体积比容量高、电化学性能和加工性能优异等突出优点,是锂离子电池正极材料的重要发展方向,预计将在未来得以商品化。本文对以上球形正极材料的制备方法进行了归纳研究。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

对锂离子正极材料LiFePO4的性能、结构，锂离子的脱嵌机制。制备方法，掺杂改性等进行了详细的阐述。指出了锂离子电池正极材料LiFePO4良好的应用前景。     

锂离子电池富锂正极材料的包覆改性研究进展

随着新能源汽车及储能行业的快速发展,传统正极材料难以满足人们对电池高能量、高密度锂电池的要求。富含Li和Mn的层状氧化物xLi₂MnO₃·(1–x)LiMO₂ (M=Ni,Mn,Co),其高比容量可超过250 mA·h·g–1,有希望成为下一代锂离子电池最理想的正极材料。但是,富锂材料仍存在首次循环不可逆容量高、循环性能差和倍率容量低等问题,为解决这些问题,本文阐述了富锂正极材料的结构和电化学反应之间的构效关系,讨论了金属氧化物、金属氟化物、碳、导电聚合物和锂离子导体等涂层材料对富锂正极材料电化学性能的影响规律及作用机理,同时还对以上涂层在富锂正极材料中应用的优缺点进行了总结。最后,对锂离子电池富锂正极材料的包覆改性的未来发展发现作出展望。      

镍锰酸锂正极包覆材料研究进展

近年来,锂离子电池(LIB)成为了便携式电子产品和电动汽车(EV)中不可或缺的一部分。LiNi_0.5Mn_1.5O₄(镍锰酸锂简称LNMO)作为正极材料,由于其能量密度可观(650 W·h·kg^-1)、工作电压高(4.7 V)、原材料成本低和安全性能好受到广泛关注。然而,LNMO正极目前存在高温下循环性能差和容量下降的问题。表面包覆技术被认为是一种前景极佳的解决方案。本文从包覆材料以及包覆方法上总结了目前LNMO正极包覆领域的研究进展。