掺杂锂镍钴锰氧材料的合成及电化学性能

采用改进的共沉淀法合成掺杂Al、Mg的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2系列材料,通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、伏安法(CV)、充放电测试、交流阻抗等技术对材料进行了表征,比较了掺杂元素(Al、Mg)对电化学性能的影响.在2.8～4.3 V,0.1 C倍率下未掺杂材料的首次放电比容量达171.1 mAh/g,循环10次后为152.2 mAh/g,掺杂Al、Mg后容量有所下降,但循环性能得到改善,前10次容量衰减分别为2.5%、3.3%.采用Voigt模型对交流阻抗谱进行拟合,比较了电解液阻抗、交换膜阻抗和法拉第阻抗的变化,发现10次循环后电荷传递阻抗明显增大.     

三元正极材料前驱体碱浸影响因素

采用三因素四水平正交法,研究温度、加碱比例和时间因素对碱浸的影响。最优碱浸工艺条件为温度80℃,加碱比例为3%,时间为60 min。在此优水平下,三元前驱体硫酸根含量为0.24%~0.27%。将该条件下的前驱体与碳酸锂混合煅烧,制得LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2。在4.25~3.00 V下,0.2 C首次放电比容量为149.7 m Ah/g,第100次循环的容量保持率为94.19%,2.0 C倍率放电比容量为0.2 C时的82.1%。     

烧结温度对锂离子蓄电池Li1+xNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

采用高温烧结前驱体共沉淀法合成Li1 xNi1/3Co1/3Mn1/3O2,着重研究了烧结温度对合成产物性能的影响,研究结果表明:于900℃合成产物性能优良,放电容量为162.2 mAh/g,充/放电效率为91.3%,20次循环后容量保持率为96.4%,显示出良好的循环特性.     

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%。     

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.     

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。     

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.     

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％.     

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。     

掺杂Eu对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构及电化学性能的影响

采用草酸盐共沉淀法合成了掺杂Eu的锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3-x)Mn_(1/3)Eu_xO_2(x=0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%)。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征。通过LAND CT2001A电池测试系统对所制得样品进行电化学性能测试。结果表明:掺杂Eu后的样品都具有典型的a-NaFeO_2的特征层状结构,且晶型良好。掺杂量x=0.4%的样品粒径均匀,约为0.4～1 mm,团聚现象较少。充放电测试证实该样品在0.7 C下首次放电比容量为116.3 mAh/g,50次循环后放电比容量为114.1 mAh/g,容量保持率为98.12%,高于未掺杂样品的88.36%。     

Li:(Ni+Co+Mn)对Lix Ni1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

以共沉淀氢氧化物为前驱体制备了层状LixNi1/3Co1/3Mn1/3O2(x＞1)正极材料,并采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试表征了其结构与性能.研究了不同的Li与M摩尔比对材料性能的影响.结果表明:随着Li与M摩尔比的升高,样品显示电化学性能提高,尤其是循环性能和倍率性能.当Li与M摩尔比大于1.20时放电容量开始下降.Li与M摩尔比为1.20的试样在截止电压为2.75～4.4 V范围里首次放电比容量达到160.5 mAh/g.     

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。     

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正极材料高温循环性能研究

采用溶胶-凝胶法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,对该材料的结构和电化学性能进行了测试。研究结果表明：LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在20℃、45℃、65℃条件下首次放电容量分别为138.2mAh/g、129.7 mAh/g、97.75 mAh/g,20周循环后容量保持率分别为94.5%、92.2%、87.8%,表明该材料具有优越的循环性能和高温稳定性能。     

新型正极材料LiCo1/3Fe1/3Mn1/3O2的合成及其电化学性能

寻找一种提高或替代LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2三元锂离子电池正极材料一直是大家研发的目标。尝试合成了一种新型锂离子电池正极材料LiCo1/3Fe1/3Mn1/3O2。用适量Li含量合成目标材料时,纯相LiCo1/3Fe1/3Mn1/3O2在1 100℃通过淬火的办法合成,但材料中有较强的阳离子层间混排;低温或不淬火不能获得纯相。增加原材料中Li摩尔含量至Li/(Co+Fe+Mn)=1.33时,不需要淬火就可低温合成层状纯相,而且材料的层状性变强。电化学性能显示用适量Li含量合成的LiCo1/3Fe1/3Mn1/3O2材料作为锂离子电池正极材料有极差的电化学性能,这应该由于严重的阳离子层间混排造成的。用Li过量合成的材料显示了提高的电化学性能,首次充电比容量达到277 mAh/g,但放电比容量达到128mAh/g。     

锂离子电池正极材料Li-Ni-Go-Mn-O化合物研究

3G时代的数码产品和电动汽车要求锂离子电池具有高比容量、高循环性能、低成本和环保的特点,Li-Ni-Co-Mn-O化合物就是在这种趋势下开发出来潜在替代LiCoO2的锂离子电池正极材料,且近年来成为研究热点。综述了Li-Ni-Co-Mn-O化合物作为锂离子电池正极材料的研究,同时以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例介绍该系列化合物的结构研究情况。重点阐述了Li-Ni-Co-Mn-O化合物的合成方法、Li:M(eMe=Ni Co Mn)对其性能的影响、Me在该化合物中的作用,最后介绍了Li-Ni-Co-Mn-O化合物的表面处理与掺杂研究进展情况和应用前景。     

高镍三元正极材料后处理降碱工艺

以高镍含量镍钴锰氢氧化物、氢氧化锂为原料,采用高温固相法合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2(NCM811)。温度为750~850℃、n(Li)∶n(Ni+Co+Mn)为1.02∶1.00~1.08∶1.00,合成的NCM811材料保持纯相,但材料中残留的碱性杂质仍然较多。通过引入磷酸二氢铵、纯水淋洗等手段,可较为简便地处理残留的碱性杂质。与未处理的相比,淋洗降碱后的样品在3.0~4.3 V充放电,0.5 C、1.0 C及2.0 C倍率性能约有1%的降低,但0.1 C首次充放电效率由89.1%上升到93.0%,1.0 C放电比容量由179.2 m Ah/g上升为181.8 m Ah/g,循环100次,容量保持率由90.8%上升到94.1%。     

AIPO4包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

采用共沉淀法在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2表面包覆AIPO4.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和充放电测试技术研究AIPO4包覆对正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响.电化学性能测试结果表明:不同AIPO4包覆量对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物理性质、结构及电化学性能有显著影响.当采用AIPO4包覆量为1％时,循环性能最好,50次循环后,放电比容量仅降到176 mAh/g,容量衰减最小,只有1.7％.表现出良好的电化学稳定性,同时材料的倍率性能也明显提高.