锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的研究进展

综述了锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的研究现状.对该材料结构、合成方法、电化学性能及热力学稳定性的研究进展作了较为详细的介绍,并对它的发展进行了展望.     

层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料合成及电化学性能

首次提出以碳酸盐为沉淀剂,采用共沉淀法制备Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体,再和锂源混合高温固相合成了锂离子蓄电池层状LiNi1/2Co1/3Mn1/3O2正极材料.采用X射线衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构及形貌进行了表征,SEM测试表明LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的形貌近似为球形,且颗粒分布均匀.并对其进行了充放电性能和循环伏安研究,实验结果表明LiNi1/3Co1/3Mn1/3/3O2在25℃、2.5～4.6 V电压范围,0.1 C倍率下,首次放电比容量达182.97 mAh/g.     

正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶体结构和作为锂离子电池正极材料的电化学反应特征,总结了合成条件和制备方法对其物理性能和电化学性能的影响,以及不同掺杂元素(B,F,Mg,Fe,Al,Si等)对其的改性作用.     

LiNi0.5Mn0.4Co0.1O2的合成和性能研究

用共沉淀工艺制备出锰镍复合氢氧化物[M(OH)2,M=Ni、Mn和Co],利用该复合氢氧化物前驱体和锂盐球磨混均后,高温焙烧,然后自然冷却合成出一种新型的锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.4Co0.1O2。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学性能测试,发现该材料具有较小的表面积和层状结构,同时表现出较高的充放电容量、较佳的循环性能和较好的结构稳定性。     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2正极材料的电化学性能

用共沉淀法制备出(Ni1/3Co1/3Mn1/3)(OH)2,与LiOH·H2O混合后,在900℃下焙烧12 h,得到锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2.在2.70～4.35 V,电流为40 mA/g时,循环性能稳定.当截止电压升高到4.60 V时,容量可达190 mAh/g.循环伏安实验表明,材料的结构在循环过程中保持稳定.     

合成温度对LiNi1/3Co1/3Mn1/33O2结构和电化学性能的影响

采用高温固相法合成了层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子正极材料,研究了合成温度及合成时间对材料结构(包括Li-Ni阳离子混排)以及电化学性能的影响。实验结果表明975℃7 h合成的样品具有最好的电化学性能,在0.1 C时2.5～4.3 V间,其首次充放电比容量分别为173.7、149 mAh/g,前10周容量保持95%。精修结果表明所得材料存在Li-Ni阳离子混排,Li层中有5%的位置被Ni所占据。     

ZrO2掺杂对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的影响

采用共沉淀法制备前驱体Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂,与LiOH·H₂O球磨混合,通过高温固相法烧结,合成锂离子电池用高镍基三元正极材料Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)_1-xZr_xO₂。通过XRD、SEM、X射线光电子能谱及充放电测试,分析ZrO₂掺杂量为1%、2%和3%时,材料的结构、形貌、表面过渡金属元素价态及电化学性能。当掺杂量为2%时,以0.5 C在2.5～4.3 V充放电,材料的放电比容量为193.5 mAh/g,50次循环的容量保持率为92.9%,优于未掺杂的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂。     

板块状单晶LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料的制备与表征

以硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰混合盐和NaOH为实验原料,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)表面活性剂为添加剂,采用液相快速共沉淀法制备出小颗粒三元前驱体Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂,之后将碳酸锂与此前驱体混合均匀后经过两段高温热处理得到板块状单晶形貌的锂离子电池正极材料LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂。在2.8～4.3 V电压区间内表征材料的电化学性能,结果表明板块状单晶LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂正极材料在1C下首次放电比容量为166.7 mAh/g,循环100次后容量保持率可达92.7%,在5 C下放电比容量高达127.9 mAh/g。     

锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的研究进展

综述了锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的研究现状.对该材料结构、合成方法、电化学性能及热力学稳定性的研究进展作了较为详细的介绍,并对它的发展进行了展望.     

固相法制备锂离子电池正极材料LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2

通过选取与氧化钴粒度接近的氧化锰、氧化镍为原料,采用固相法合成出锂离子电池正极材料LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2(LMNC).对合成产物用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段进行了表征,并加工成053048电池测试了电化学性能.结果发现,在n(Li)/n(M)=1.05～1.10,900～1000℃煅烧20 h,可得到具有α-NaFeO2型层状晶体结构的LMNC纯相.当n(Li)/n(M)=1.10时,过量的碳酸锂使固相反应进行得更彻底,且抑制了产物晶体结构中的"阳离子混排",提高了材料的结构稳定性.本研究产物具有良好的物理指标和电化学性能,表明固相法是一条制备LMNC材料的可行途径.     

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％.     

掺杂氧化镍锰钴锂材料的动力型锂离子电池

为了研制在电性能、安全性和成本价格等三方面均能较好地满足电动汽车需求的锂离子电池,选择了在氧化钴锂中掺杂氧化镍锰钴锂三元材料的方法,研制了新的50Ah动力型锂离子电池。通过对研制电池进行电性能和安全性试验,各项性能均满足电动汽车的技术要求,加上氧化镍锰钴锂三元材料的价格仅为氧化钴锂的50%左右,所以掺杂氧化镍锰钴锂三元材料是解决电动汽车对动力型锂离子电池严格需求的理想途径之一。     

层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料合成及电化学性能

首次提出以碳酸盐为沉淀剂,采用共沉淀法制备Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体,再和锂源混合高温固相合成了锂离子蓄电池层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。采用X射线衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3前驱体和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构及形貌进行了表征,SEM测试表明LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的形貌近似为球形,且颗粒分布均匀。并对其进行了充放电性能和循环伏安研究,实验结果表明:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在25℃、2.5"4.6V电压范围,0.1C倍率下,首次放电比容量达182.97mAh/g。     

正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶体结构和作为锂离子电池正极材料的电化学反应特征,总结了合成条件和制备方法对其物理性能和电化学性能的影响,以及不同掺杂元素(B,F,Mg,Fe,Al,Si等)对其的改性作用.     

锂离子蓄电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的性能表征

采用共沉淀法制备了层状Li1.05Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料.以C为负极,在1 C、2.7～4.2 V下的初始放电比容量达145.5 mAh·g-1,循环100次后容量保持率为98.4%.并采用X光电子能谱(XPS)、循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对层状LiN1/3Co1/3Mn1/3O2材料中的各元素氧化态分布和嵌/脱锂动力学过程进行了系统研究.XPS实验结果表明LiN1/3Co1/3Mn1/3O2中Co,Ni,Mn的主要氧化态分别为 3. 2, 4价.还有少量的Ni3 和Mn3 ,并从晶体场理论解释了其氧化态分布机制.而LiN1/3Co1/3Mn1/3O2的循环伏安曲线上主要存在3.95 V氧化峰和3.69 V还原峰,分别对应于Ni3 /Ni4 的氧化还原反应.     

一步溶胶-凝胶法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其性能研究

以琼脂为凝胶剂,草酸铵为络合剂,采用一步溶胶-凝胶法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2系列材料。采用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）以及电化学测试对合成材料进行表征。探究了材料合成过程中反应物滴加顺序以及烧结时间对材料表观形貌以及电化学性能的影响。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备及电化学性能

首次采用流变相反应法合成了锂镍钴锰复合氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.考察了Li/(Ni+Co+Mn)比值、焙烧温度和焙烧时间对其电化学性能的影响.在此基础上成功的合成了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2样品,X射线试验结果发现,预焙烧得到的前驱体具有和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2相似的结构.扫描电子显微镜法(SEM)显示,其粒径小于1μm.充放电结果显示,当电流密度为0.20 mA/cm2时,在3.0～4.4 V区间内,其首次放电比容量达到146.30 mAh/g,循环20次后,仍能保持在136.00 mAh/g.     

正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备及性能

以镍、钴、锰的硝酸盐与氢氧化锂为原料,采用共沉淀法制备锂离子蓄电池层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。探讨了以氨水作为络合剂时产物的形貌特征,扫描电子显微镜(SEM)显示此方法制备产物颗粒均匀,粒径大约5!m,振实密度为2.0g/cm3。X射线衍射(XRD)结果表明:产物具有标准的层状"-NaFeO2晶型,为层状嵌锂复合氧化物。电化学测试表明:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2可逆比容量达140～150mAh/g,体积比容量为313Ah/L。     

溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)O_2的研究

综述了溶胶凝胶法制备锂离子电池三元正极材料Li Ni1/3Mn1/3Co1/3O2的研究,讨论了三元材料的结构特性,着重从添加有机络合剂、掺杂、包覆改性以及模板辅助等方面探讨对Li Ni1/3Mn1/3Co1/3O2材料电化学性能的影响,并分析三元材料目前存在的问题和未来应用的前景。     

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%。