正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备及性能研究

以柠檬酸为络合剂,乙二醇为交联剂,通过Pechini法制备出锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征.实验结果表明在850℃下保温6h合成出的LiNi1/3Co1/3Mn13O2具有最佳的层状结构和纳米级的一次均匀颗粒,且该条件下由LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2/碳纳米管(质量比为90∶5)作为正极复合材料制作的电池电化学性能最佳.在2.5～4.5V进行恒流充放电测试,0.2 C下首次放电比容量为219.6 mAh/g,倍率性能佳,在1C下充放电首次比容量为158.7 mAh/g,且循环性能优良,在60次循环以后,容量保持率为91.25％.     

LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2-zFz正极材料的合成及电化学性能

以共沉淀碳酸盐为前驱体制备了层状LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2正极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试、差分计时电位等方法研究了其结构与电化学性能,同时研究了F-掺杂对于材料电化学性能和结构的影响。SEM分析表明,LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2产物基本为球形颗粒。F-掺杂后,粉末形状变得不规则。LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2材料在2.5～4.4V电位区间内,首次放电比容量为162mAh·g-1,50次循环后容量保持率为93.2%。适量的F-掺杂能显著提高材料的循环性能,F-掺杂量z为0.1时,50次循环后容量保持率为98.1%。     

2% LiMn_2O_4对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

将层状的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料与尖晶石型的LiMn2O4按质量比为2∶98混合烧结,采用X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)以及充放电测试研究LiMn2O4对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响。研究表明混合LiMn2O4有利于提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的首次库仑效率、循环性能和倍率性能,在3.0~4.3 V以1 C循环,首次放电比容量和库仑效率分别为150.3 m Ah/g和85.5%,循环50次后容量保持率为88.9%;在5 C下充放电仍保持136.2 m Ah/g。循环伏安与交流阻抗测试表明混合2%(质量分数)LiMn2O4可以提升材料的可逆性和放电容量,降低电荷转移电阻。     

Ti^4＋和Zn^2＋离子复合掺杂对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2性能的影响

以Ni0.5Co0.2Mn0.3（OH）2和Li2CO3为原料,TiO2和ZnO为掺杂剂,制备出不同含量钛锌离子复合掺杂的锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。用XRD、SEM、恒电流充放电、交流阻抗法和循环伏安方法分别研究了不同掺杂量对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的结构、形貌和其电化学性能的影响。结果表明3%（摩尔分数）的Ti、Zn离子复合掺杂能有效提高LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的倍率放电能力和循环性能。在1C和2C的充放电倍率下,首次放电容量分别为170.4mAh/g和164.8mAh/g,经过50次充放电循环后容量保持率分别为96.3%和94.7%,具有优良的电化学性能。     

磷酸铁包覆锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

为了提高锂离子电池三元正极材料Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能,采用共沉淀法在Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆Fe PO4。采用SEM、XRD、EDS及电化学性能测试对制备的包覆材料的形貌、结构及电化学性能进行表征,探索包覆量对其高倍率循环性能的影响。实验结果表明:通过表面包覆有效地抑制了正极材料与电解液的相互作用,改善了材料的高倍率循环性能。当包覆量为2%、1 C电流循环时,首次充放电比容量分别为166.3、143.8 m Ah/g,库仑效率为86.5%;循环100次后,容量保持率为90.8%。     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2的合成与电化学性能

采用溶胶-凝胶法在900℃于空气中煅烧合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2(x=0,0.01,0.02,0.05).通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究了掺杂元素对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的结构和电化学性能的影响.结果表明,适量Mg、Al掺入Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2后降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加.合成材料颗粒分布比较均匀,平均粒径约为0.5 μm.在充放电倍率为0.1 C和电压范围为3.0～4.3 V的条件下,与未掺杂样品相比,Mg-Al复合掺杂的样品具有更好的电化学性能和容量保持率.当x=0.02时,复合掺杂样品的首次放电容量和库仑效率分别为153 mAh/g和93.0%,20个循环后容量保持率达93.4%.因此Mg-Al复合掺杂锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2是很有前景的.     

前驱体制备条件对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的影响

采用共沉淀法制备前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2,考察了pH值、温度和搅拌速度等对锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的影响.采用电化学性能测试、能谱分析、XRD和SEM等方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行了分析.制备前驱体的最佳工艺条件为pH值12.5,温度50℃,搅拌速度1000r/min.此条件制得的前驱体粒度均匀、大小适中,为非晶态,n(Ni):n(Co):n(Mn)=1.00:1.03:1.01.制备的正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的首次放电比容量为158.4mAh/g,0.1C循环10次后的放电比容量为151.7mAh/g,容量损失率为4.2%,具有较好的循环性能.     

锰掺杂LiNi0.8Co0.2O2的合成及电极性能研究

为了获得高性能锂离子电池的正极材料,采用共沉淀法,对LiNi0.8Co0.2O2进行Mn元素的掺杂改性,考察了不同Mn掺杂量对LiNi0.8Co0.2O2材料的结构和其电化学性能的影响,并对材料进行X射线衍射、扫描电镜、循环伏安分析和恒流充放电测试。实验表明,锰掺杂改善了LiNi0。8Co0.2O2材料循环性能,LiNi0.78Nn0.02Co0.2O2的首次放电比容量达到180.8mA·h/g,50循环后放电比容量还能保持在169.8mA·h/g,50循环比容量保持率达到94%。     

草酸盐共沉淀法制备层状LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)La_xMn_(1/3)O_2正极材料

采用草酸盐共沉淀法制备了锂离子电池用稀土元素镧掺杂层状正极材料LiNi1/3Co1/3-xLaxMn1/3O2(0x1),考察了镧掺杂对其结构与电化学性能的影响。XRD与电化学性能测试结果表明,层状正极材料LiNi1/3Co1/3-0.04La0.04Mn1/3O2具有较好的层状结构和综合电化学性能。表征阳离子的混排程度的峰强比I(003)/I(104)=1.2491.2,表示六角晶格的有序性的R因子R=0.5。在2.8～4.2 V(vs.Li/Li+)电压范围,0.1 C倍率的首次放电比容量为147.56 mAh/g,首次充放电效率为94%,0.2 C倍率循环20次后继续以0.5 C倍率循环20次的可逆比容量为141.7 mAh/g,为首次放电比容量的96.0%。SEM结果表明,颗粒平均粒径约1.2 mm,形状近似于球形。     

合成方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

采用高温固相法、溶胶-凝胶法和碳酸盐共沉淀法分别制备了锂离子电池层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用XRD、SEM、粒径分布和充放电实验,对产物的结构和性能进行了分析.结果表明,合成方法和工艺条件的不同导致了样品晶相结构、表现形貌、粒径分布及电化学性能上的差异.碳酸盐共沉淀法制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2样品的电化学性能较好,在2.5～4.6V、0.1C倍率下,首次放电比容量为190.29mAh/g,显示了较好的循环稳定性.     

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%。     

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.     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2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.     

喷雾干燥法合成(LiFe_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)PO_4/C及其电化学性能

以柠檬酸铁、乙酸锰、乙酸钴和磷酸二氢锂为原料,采用喷雾干燥法制备LiFe_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)PO_4/C正极材料。采用X射线衍射(XRD),扫面电镜(SEM)以及电化学测试对合成材料进行表征。结果表明,在700℃下焙烧16h合成的LiFe_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)PO_4/C为结晶良好的橄榄石型结构,颗粒呈球形,球径在0.5-5μm之间。该样品在0.1C倍率下的首次放电比容量为128.3mAh/g,同时具有良好的倍率性能。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及其过充电性能

考察了温度对合成材料的影响,并对材料进行不同倍率的过充电测试.经过XRD、恒流充放电、循环伏安等测试得出,800℃保温16h时合成的LiNi1/3Co1/3 Mn1/3 O2具有稳定的α—NaFeO2层状晶体结构,材料电化学性能最好,最大放电容量为158.9 mAh/g(2.4～4.3 V),110次循环后,容量保持率...     

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。     

Al_2O_3包覆正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

采用高温固相法制备LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料,并用三氧化二铝(Al_2O_3)进行表面包覆改性。通过XRD、SEM对材料晶体结构、形貌进行分析,用恒流充放电和循环伏安等对材料进行测试。Al_2O_3包覆的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料具有典型的空间群,为R-3m的六方层状α-Na Fe O2结构。以0.2 C在2.5~4.3 V循环,Al_2O_3包覆量为1%的材料电化学性能最好,首次放电比容量可达145.7 m Ah/g,第30次循环的容量保持率为94.0%,比未包覆Al_2O_3材料在相同条件下的放电比容量提高了6.3%。