高容量锂离子正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2的制备与性能

采用化学共沉淀法预先合成球形前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2,再与锂源共混后高温煅烧合成高容量正极材料Li Ni0.5Co0.3Mn0.2O2。探讨了不同烧结制度对材料结构性能的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,产物结构为α-Na Fe O2型层状结构。扫描电子显微镜(SEM)显示材料具有良好的球形形貌。测试材料的电化学性能,在2.75~4.20 V和2.75~4.35 V充放电截止电压,0.5 C充放电电流下,首次放电比容量分别为162.2和172.6 m Ah/g,循环3周后容量保持率分别为96.73%和94.62%。材料还表现出良好的倍率性能。     

LiCoO_2-LiMn_2O_4混合正极的过充电性能

用恒流充放电、EIS、SEM和XRD等方法,研究了锂离子电池用LiCoO2-LiMn2O4混合正极的过充电及安全性能.m(LiCoO2)∶m(LiMn2O4)=3∶2时的协同效应最好,以0.2 C在4.3～2.7 V充放电,首次放电比容量为136.9 mAh/g,为理论值的89.6%;4.8 V过充循环5次后,混合材料的容量保持率为92.34%,结构稳定.     

Pr掺杂LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的制备及电化学性能

通过固相法制备了掺杂Pr的锂离子电池正极材料Li[Ni0.5Co0.2Mn0.3](1-x)PrxO2(x=0、0.01、0.02、0.03和0.05)。用XRD、SEM、充放电测试、循环伏安测试等研究Pr掺杂对材料结构及电化学性能的影响。适量的掺杂不会改变材料的晶体类型,还能减轻阳离子混排,稳定层状结构。在0.1 C(20 m A/g)下,x=0.02样品的首次放电比容量为186.9 m Ah/g,在5.0 C下循环100次后,容量保持率高达94.9%。     

使用LiFePO_4-LiMn_2O_4混合正极的锂离子电池的性能

将LiFePO4和Li Mn2O4按78∶9的质量比混合,并用作锂离子电池正极材料。使用该混合正极的14500型电池适宜的充放电电压范围为4.20～2.50 V,在常温下以1.0C循环250次,容量保持率为87.47%;在60℃下以1.0C循环12次,容量保持率为84.62%。电池以100%SOC在60℃下贮存7 d后,容量保持率为82.50%,容量恢复率为89.01%。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成与性能

采用Sol-Gel法和共沉淀法成功合成了尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电化学测试对不同合成方法对材料性能的影响进行表征。结果表明制备方法对材料的结构、形貌以及电化学性能具有较为重要的影响。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2的研究进展

综述了Li Ni0.5Mn0.5O2的研究进展。对固相合成法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法和离子交换法等制备方法进行了介绍;提出了目前Li Ni0.5Mn0.5O2正极材料存在的一些问题,同时对Li Ni0.5Mn0.5O2正极材料发展前景进行了展望。     

Mn_3O_4合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4

以Mn3O4为原料,在氧气气氛中用固相反应法制备尖晶石结构正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒流充放电测试考察了反应温度、反应时间和锂用量等工艺条件对合成产物的结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明通过控制工艺条件可以优化材料的电化学性能,其中锂用量为1.02,在900℃反应2h所合成LiNi0.5Mn1.5O4具有Fd3m尖晶石结构,放电比容量为140mAh/g、40次循环后容量保持率为94.8%。     

合成时间对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2结构与电化学性能的影响

采用球形Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2前驱体与Li2CO3混合,通过高温烧结合成层状Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料,研究了合成时间对材料结构及电化学性能的影响。扫描电子显微镜法(SEM)表明Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料与前驱体形貌均为理想的球形。X射线衍射光谱法(XRD)分析表明,在不同合成时间下合成的样品均为具有层状结构的纯相物质。电化学性能测试表明,900℃12 h合成的样品具有最优的电化学性能,在2.7~4.4 V电压区间,0.1 C、1 C、5 C的首次放电比容量分别达到195.2、158.4和114.9 m Ah/g,1 C循环10次容量保持率为98.9%。     

高温固相法合成LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2的电化学性能

以LiOH·H_2O为锂源,采用高温固相法合成LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料,研究合成温度对产物微观形貌和脱锂行为的影响。XRD及SEM分析可知:产物为α-NaFeO_2型层状结构,未发现杂质。在800℃下,合成产物的电化学性能良好,在3.0~4.3 V充放电,电流为28 mA/g时的首次放电比容量为172 mAh/g,第100次循环的比容量为159.4 mAh/g。     

锂离子电池正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2合成及表征

以过渡金属硫酸盐和氢氧化锂为原料,采用共沉淀法合成锂离子电池富锂正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明:900℃煅烧10 h合成的样品具有较好的层状结构和优异的电化学性能;在30℃以0.1 C的电流密度充放电,2.0~4.8 V电位范围内首次放电比容量高达270.1 m Ah/g,循环100次后放电比容量为212.6 m Ah/g;该材料还表现出较好的倍率性能,以5 C充放电时还有120 m Ah/g的放电比容量。     

工业化LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2阴极材料精细合成条件研究

通过高温固相法合成了层状三元LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2阴极材料,考察了烧结温度和锂过量的微小差别对电极性能的影响。扫描电子显微镜实验证实当烧结温度高于980℃时,合成的样品棱角分明,而在950℃以下合成的样品主要是球形。随着循环的进行,对于在900和930℃合成的样品,放电容量几乎成线性降低;当合成温度高于980℃时,随着循环的进行放电容量呈S型变化。900℃合成的样品初始比容量为170 mAh/g左右(循环窗口3.0~4.3 V),100次以后比容量为140 mAh/g。锂过量6%(摩尔分数)时综合性能较好。     

三元LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2铝壳锂离子动力电池的性能研究

选用三元材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2为正极材料,中间相炭微球为负极材料,制备了额定容量为10 Ah的铝壳锂离子动力电池,并对电池的电性能和安全性能进行了相关测试。电性能包括充放电性能、倍率性能、循环性能和自放电,实验结果表明,电池表现出了良好的倍率性能,1 C、2 C的放电容量分别为0.5 C放电容量的97.49%、93.70%;在2.7~4.2V电压范围内,电池1 C循环400次后容量保持率为101.77%;电池满电常温搁置28天后容量保持率为97.06%。针刺、短路、过充电和自有跌落测试结果表明电池具有良好的安全性能。     

微波烧结工艺制备LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2正极材料

以乙酸镍、乙酸锰、乙酸锂和柠檬酸为原料,用溶胶.凝胶法制得前驱体,再用微波烧结工艺制备Li Ni0.5 Mn0.5O2正极材料.用ICP-AES、IR和TG-DSC等方法测试前驱体,用XRD、SEM、TEM和SAED等方法分析样品.溶液DH=8、总金属离子浓度为1.333 mol/L时得到的前驱体,在400 ℃下预烧4 h,再以3 kW加热10 min、800 W保持10 min,可制备出高结晶度的层状Li Ni0.5 Mn0.5O2,0.1 C首次充放电效率为96.3%.     

掺杂Fe对正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

通过共沉淀法合成了掺杂Fe元素的锂离子电池正极材料Li[Ni_(1/3)Co_((1-x)/3)Mn_(1/3)Fe_(x/3)]O_2(x=0、0.1、0.3、0.5、0.7和0.9)。用循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等方法,研究铁、钴元素含量对材料电化学性能的影响。与三元材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2相比,少量Fe掺杂(x=0.1)的Li[Ni_(1/3)Co_(0.9/3)Mn_(1/3)Fe_(0.1/3)]O_2比容量更高,循环性能更好。以0.1 C在2.4~4.5 V恒流充放电,首次、第30次循环的放电比容量分别为168.2 mAh/g、139.1 mAh/g,容量保持率为86.02%。     

碳酸盐共沉淀法制备LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2

采用碳酸盐共沉淀法制备了LiNi0.5Mn0.5O2正极材料。研究了原料中不同锂含量对电极性能的影响。材料分析结果表明,碳酸盐共沉淀法合成的LiNi0.5Mn0.5O2材料中Ni和Mn分布均匀,离子混排小,结构有序。充放电测试结果表明,原料中过量锂的存在极大地改善了LiNi0.5Mn0.5O2材料的循环性能和倍率性能。在2.5~4.5 V的电压范围内,原料中锂未过量的LiNi0.5Mn0.5O2电极首次和80次循环后的放电比容量分别为190.3和153 m Ah/g。当原料中锂过量10%时,LiNi0.5Mn0.5O2电极首次和80次循环后的放电比容量分别为180.2和174.6mAh/g,两种电极的容量保持率分别为80.4%和96.9%。当以4C放电时,未过量和过量10%锂的LiNi0.5Mn0.5O2电极的放电比容量分别为91和100mAh/g。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4改性研究进展

尖晶石结构正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4因具有理论比容量高、比能量大、放电平台高(~4.7 V)、价格低廉等优点而备受关注。但该材料循环性能和倍率性能不佳,制约着材料的推广应用。主要综述通过掺杂、包覆、形貌控制等手段来提高该材料电化学性能的最新研究进展,旨在为提升该材料性能的相关研究提供参考。     

5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4表面改性的进展

综述了LiNi0.5Mn1.5O4表面包覆的研究进展,特别是高稳定性氧化物,导电碳和高导电金属包覆的情况。提出了研究的方向。     

粒径对锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2性能的影响

使用不同粒径的前驱体合成LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2,采用X射线衍射仪(XRD)、激光粒度测试仪、粉体电阻率测定仪对合成材料的晶体结构、粒度分布、粉体电阻率进行表征,并通过倍率测试和循环测试分析粒径对材料电化学性能的影响。研究结果表明粒径较大的材料拥有更低的粉体电阻率,但倍率和循环性能较差。     

无钴镍基正极材料LiNi_(0.8)Mn_(0.2)O_2的制备及电化学性能研究

采用共沉淀法合成球形前驱体Ni_(0.8)Mn_(0.2)(OH)_2,混合LiOH·H_2O通过高温烧结制备出锂离子电池镍基正极材料LiNi_(0.8)Mn_(0.2)O_2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重-差热分析(TG-DTA)以及恒电流充放电测试对材料进行表征,研究了烧结温度和烧结气氛对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:800℃纯氧气氛(0.6L/min)下煅烧12h合成的材料晶型完整,是典型的六方晶系α-NaFeO_2型结构;SEM测试显示材料平均粒径在10μm左右;电化学性能测试显示材料在25℃、2.75~4.20V、0.2C充放电条件下,首次放电比容量达173.6mAh/g,循环95次后,容量保持率达90.73%。     

混合正极中LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4粒径对锂离子电池性能的影响

将不同粒径的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4与LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2按质量比21∶73混合,用作锂离子电池正极活性物质。D50分别为9.31μm和4.32μm的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4材料制备的极片,最大压实密度分别为3.03 g/cm3和3.10 g/cm3。制备的额定容量为5 Ah的04125136型电池,低倍率下的倍率放电性能相当;当放电倍率≥2.0 C时,放电容量受到粒径的影响,3.0 C首次放电容量(3.0~4.2 V)分别为0.3 C放电容量的80.9%(D50=9.31μm)和87.1%(D50=4.32μm);在低温-20℃下以0.3 C在3.0~4.2 V放电,首次放电容量分别为常温下的55.3%(D50=9.31μm)和61.2%(D50=4.32μm)。以小粒径LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_4材料制得的混合正极制备的电池,具有较好的倍率性能、低温性能和安全性能。