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.     

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.     

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。     

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.     

锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的Ag表面修饰

采用银镜反应法对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2材料进行了Ag表面修饰.表面元素分布测试表明,Ag均匀分布在Li-(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2颗粒表面.未经表面修饰的材料在C/5、C/2和1 C倍率下放电容量分别为168、160、146 mAh/g,经过Ag表面修饰的材料在C/5、C/2和1 C倍率...     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2材料的合成及性能研究

采用碳酸盐共沉淀法制备Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-ySnyO2(y=0,0.01,0.02,0.05,0.10)。通过XRD、SEM测试对其晶型结构、组织形貌进行了分析,交流阻抗法(AC)和充放电性能测试对其电化学性能进行了研究。实验表明,制备的样品均具有较好的层状结构,其中Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Sn0.02O2性能最佳,以0.5C循环充放电时,首次放电比容量达到173.31mAh/g,30次循环后,放电比容量为149.55mAh/g,容量保持率为86.29%。     

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.     

Mg-F共掺杂对Li1.1(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成正极材料层状Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-x)Mgx]O2-yFy(0≤x≤0.04,0≤y≤0.04)。通过原子吸收光谱(AAS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等手段研究了掺杂元素对材料结构和电化学性能的影响。结果表明,镁氟掺杂后的样品具有单相的典型六方晶系结构,合成材料颗粒分布比较均匀。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,Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-0.04)Mg0.04]O2-0.04F0.04具有较高的放电比容量和容量保持率。其首次放电比容量和库仑效率分别为158 mAh/g和91.3%,20个循环后容量保持率达92.1%。Li1.1[Ni1/3Co1/3Mn(1/3-0.04)Mg0.04]O2-0.04F0.04是一种有前景的锂离子电池新型正极材料。     

石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池储存后的衰减机理

用充放电测试、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线能谱(EDX)等方法,研究了石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池高温储存后的性能变化.在55℃下储存后,Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2正极的容量衰减较大,同时阻抗增大,动力学性能下降.储存后的容量衰减...     

溶胶-凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料Li3V2(PO4)3

以LiOH·H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸等为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3].考察了煅烧温度、煅烧时间、原料配比等条件对产物组成及电化学性能的影响.结果表明,以n(Li):n(V)=3.2:2.0投入原料,在700 ℃下煅烧8 h,合成的正极材料具有优良的电化学性能.样品在0.1 C充放电下,首次放电比容量达到130.0 mAh/g.X射线衍射(XRD)结果表明,以溶胶-凝胶法合成纯相Li3V2(PO4)3晶体所需温度比固相法低.     

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.     

Li（Ni（1/3）Co（1/3）Mn（1/3））（1-x）ZnxO2固溶体的XRD及XPS研究

采用共沉淀法制备了不同Zn掺杂量的Li（Ni1/3Co1/3Mn1/3）1-xZnxO2（x=0-0.08）固溶体,通过X射线衍射（XRD）和光电子能谱（XPS）分析,研究了不同Zn掺杂量对Li（Ni1/3Co1/3Mn1/3）1-xZnxO2固溶体晶体结构和过渡金属表面化学状态的影响。实验结果表明：当Zn掺杂量x小于0.006时,固溶体材料具有稳定的层状结构;微量Zn的掺杂能够增强晶体材料的整体键能。     

Li[Li1/9 Ni1/3 Mn5/9]02的制备及性能研究

用共沉淀工艺制备出锰镍复合氢氧化物[M(0H)2,M=Mn和Ni],利用该复合氢氧化物前驱体和锂盐球磨混均后,高温焙烧,然后利用液氮淬火合成出一种新型的锂离子电池正极材料Li[Li1/9Ni1/3Mn5/9]O2.通过SEM、XRD和电化学性能测试,发现该材料具有较大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.用锂片和Li[Li1/9Ni1/3Mn5/9]O2分别作为负极和正极组装成扣式电池,在2.00～4.60V之间、充放电电流为30 mA/g条件下进行了循环测试,结果表明:这种材料首次放电容量可高达200 mAh/g以上,15次循环后容量保持率为88.9%.     

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.