镍钴铝酸锂正极材料改性研究进展及展望

综述了锂离子电池镍钴铝三元正极材料LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2(NCA,x≥0.8)存在的不可逆容量大、循环性能差等问题及其性能优化改性技术的研究进展,从表面包覆和体相掺杂两个方面对近年来国内外NCA正极材料的电化学性能改善研究进行系统性总结,分析了各类包覆物以及掺杂元素的作用机理,并对NCA正极材料的未来研究方向进行了展望。     

锂离子电池正极材料锰酸锂的改性

以镁-聚丙烯酸为原料,采用溶液法在尖晶石锰酸锂表面包覆一层均匀稳定的氧化镁层。用扫描电镜和俄歇能谱等测试技术对包覆前后锰酸锂的结构和性能进行了表征。结果表明,处理后在尖晶石锰酸锂表面形成了L iMn2-xMgxO4固溶液,此固溶液保护层减少了锰酸锂和电解液的直接接触,有效地抑制了锰酸锂与电解液的相互作用。经表面修饰处理后,锰酸锂正极材料的稳定性以及材料的电化学性能均得到明显提高。处理后锰酸锂所制电池经450次循环,容量衰减在20%左右。     

磷酸钒锂正极材料掺杂改性研究进展

面对日趋严重的能源问题和环境问题,迫切需要寻找新的清洁能源以解决传统清洁能源(太阳能、潮汐能、风能等)转换效率低、能量储存难度大等问题。锂离子电池因绿色环保、安全性能好、放电容量高、循环寿命长、便于携带等优点受到研究者青睐,其中Li3V2(PO4)3 (LVP)锂离子电池因其较高的放电比容量和电压平台、良好的安全性能、便携性、环保型、低成本等优点成为备受关注的锂离子电池正极材料之一。由于LVP自身结构的缺陷,导致其离子导电率和电子导电率较低,不利于发挥其理论容量高、倍率性能优等特点。目前多数关于锂离子电池正极材料LVP的改性研究中,离子掺杂是最有效的方法之一。离子掺杂一方面可以优化材料的晶格参数,提高充放电过程中晶体结构的稳定性,改善其循环寿命;另一方面有助于增大晶格间隙,扩大离子的扩散通道,从而有利于提高离子扩散系数,改善电极材料的离子导电率。在目前的研究中,LVP的离子掺杂方法主要包括锂位掺杂、钒位掺杂、阴离子掺杂和多位掺杂四种,其中钒位掺杂包括钒位单掺杂和共掺杂。本工作阐述了近年来LVP离子掺杂改性的研究进展,并对该材料未来的发展趋势进行了展望。     

镍钴锰酸锂正极材料研究进展

锂离子电池在手机、笔记本电脑、新能源汽车和储能等领域发挥着重要作用,正极材料作为锂离子电池的重要组成部分,成为制约其大规模推广应用的关键。镍钴锰酸锂具有比容量高、成本较低、稳定性能好等优势,是最具前景的锂电池正极材料之一。本文调研了近年来的相关文献,着重介绍不同三元材料的制备方法以及锂离子电池改性策略。最后指出镍钴锰酸锂三元正极材料目前遇到的最大问题以及未来发展方向。     

锂离子电池正极材料锰酸锂表面改性研究进展

尖晶石型锰酸锂是最有发展潜力的锂离子电池正极材料之一,但目前还存在初始容量较低、容量衰减快、高温性能差等问题。最近的研究表明,表面改性是提高其电化学性能的重要方法之一。本文阐述了近年来关于LiMn2O4在表面改性方面的最新研究进展。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的改性研究进展

橄榄石型结构的磷酸亚铁锂( LiFePO4)作为备受关注的锂离子电池正极材料,可望成为新一代首选的可代替钴酸锂的锂离子二次电池正极材料.详细地叙述了近年来国内外对LiFePO4改性所做的研究,着重介绍了导电剂掺杂包覆、金属离子掺杂和合成方法对LiFePO4电化学性能的影响,以及这些改性方法存在的问题.     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究进展

Li3V2(PO4)3因具有优异的电化学性能,成为目前倍受关注的锂离子电池正极材料。介绍了单斜结构磷酸钒锂[α-Li3V2(PO4)3]的结构及充放电机理,概述了几种主要的制备Li3V2(PO4)3方法,包括了固相法、溶胶-凝胶法、微波法。同时阐述了几种主要方法用来对Li3V2(PO4)3电化学性能进行改性研究,对该材料的发展前景进行了展望。     

氧化铝包覆锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池正极材料的性能是锂电池技术发展的瓶颈。近年来,为了提高锂离子电池正极材料的循环寿命、热稳定性和倍率性能等,三氧化二铝涂覆正极材料已经被广泛研究。所讨论的三氧化二铝涂层分为粗糙涂层、超薄涂层和厚涂层。简要论述了三氧化二铝表面涂层改善正极材料的作用,如氟化氢清除剂、物理保护屏障、提高锂离子扩散速率、提升正极材料的热稳定性能、与六氟磷酸锂(LiPF₆)反应生成二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)和抑制JahnTeller效应等。介绍表面改性的方法,包括浸渍法、沉淀法、干法包覆、溅射法和原子层沉积法等,以及其对锂离子电池正极材料钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)及三元材料(Li-Ni-Co-Mn-O)的影响。最后,展望了三氧化二铝表面包覆和原子层沉积技术的发展前景。     

锂离子电池正极材料锰酸锂掺杂改性研究

采用固相反应法分别合成正极材料纯相LiMn₂O₄和LiPr_xMn_2-xO₄（x=0.02、0.04、0.06、0.08、0.10）固溶体。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、恒电流充放电等手段,对合成样品的形貌、结构、电化学性能进行了测试。结果表明：当x=0.06时,固溶体LiPr_0.06Mn_1.94O₄具有良好的尖晶石结构,晶体大小较均匀;固溶体LiPr_0.06Mn_1.94O₄具有良好的高温（55 ℃）循环性能,实验电池在55 ℃、1 C充放电倍率下,循环50次后容量保持率为82.5%。     

锂离子电池层状正极材料的研究进展

文章主要综述当前锂离子电池层状正极材料—LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2的研究进展。阐述了三种层状盐结构正极材料的优缺点,对LiCoO2和LiNiO2正极材料的改性方法:掺杂和包覆处理。通过改性,层状正极材料的结构和性能均有较大改善,为锂离子电池更为广泛的工业应用指明道路。对锂离子电池正极材料未来的应用前景做了一些展望。     

锂离子电池正极材料锰酸锂的制备与改性研究

锂离子电池是绿色高能可充电池,具有工作电压高、比能量大、自放电少、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等突出优点.尖晶石型锰酸锂正极材料具有无毒、成本低、电容量高等优点,近年来引起广泛关注.但在高温环境下,锰酸锂正极材料的充放电容量迅速下降,成为制约其发展的主要缺点.从锰酸锂的制备与改性研究方面综述了锂离子电池正极材料锰酸锂的研究进展,在此基础上,提出了正极材料锰酸锂的发展方向.     

锂离子电池聚合物正极材料研究进展

高储能的锂电池聚合物正极材料是近年来新型电化学能源研究发展的热点。本文综述了自由基聚合物、导电聚合物、有机多硫聚合物以及多骨架碳硫交联聚合物正极材料的结构、制备、导电机理和电化学性能。重点介绍了自由基聚合物氮氧结构的特点和快速充放电性能,导电聚合物的合成方法和掺杂机理,以及有机多硫聚合物和多骨架碳硫交联聚合物中—(S—S)n—键的高效储能特性和超高比容量性质。最后提出了解决聚合物材料容量的衰减和易降解性以保证稳定的循环性能以及完善合成及制备工艺是未来的研究重点。     

锂离子电池正极材料锰酸锂的改性研究

用氟化锂对预先合成的锰酸锂(LiMn2O4)进行氟化处理,研究了处理温度对材料电化学比容量与高温下循环稳定性的影响.结果表明,氟化锂/锰酸锂混合体系在500 ℃以上开始反应,所形成材料的特性发生了明显的变化;氟化锂处理可以改善锰酸锂材料的结晶度,热处理温度越高,处理后材料的结晶度越好;随着处理温度的升高,锰酸锂材料经历了从"烧结型"到"结晶型"的转变,700 ℃以上烧结的材料形成了八面体的晶体颗粒;初始比容量与循环性能也随着处理温度的不同而变化,600 ℃条件下处理的材料初始比容量最低,但循环性能最好.     

锂离子电池氧化物负极材料的研究进展

锂离子二次电池是应用和开发前景最好的一种电源,改善和提高锂离子电池电化学性能的关键是选取充放电性能良好的负极材料.现在国内外商业用锂离子电池中应用的碳材料已无法满足人们对高容量的需求,于是大量的研究工作集中在寻找更高容量的新型负极材料上.介绍了氧化物负极材料的研究进展,包括:锡氧化物、其他金属氧化物、复合氧化物.重点介绍了各种氧化物材料的合成方法、电化学性能和脱嵌机理,探讨了该类材料目前存在的问题及解决的办法,对该类材料的发展趋势进行了展望.     

硅酸盐基锂离子电池正极材料研究进展

硅酸盐基材料是一种锂离子电池的新型电极材料。本文简单综述了硅酸盐基材料的结构、合成方法及改性方法,并且对该材料目前存在的问题与应用前景进行了分析和探讨。该材料的开发对于锂离子电池的发展具有积极的推动作用。     

磷酸锰锂锂离子电池正极材料研究进展

锂离子电池（LIB）由于具有工作电压和能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和自放电小等优点被认为是动力电池的最佳选择。磷酸锰锂（LiMnPO₄,LMP）锂离子电池正极材料具有良好的热稳定性和高的工作电压,具有广阔的应用前景,但是尚需攻克电导率不足和循环稳定性差等技术瓶颈。为提升LMP的电化学性能,利用液相法制备形貌可控、尺寸均一的LMP,可有效地缩短锂离子的传输距离,充分缓解充放电过程中相界面的应力过大问题,有利于LMP倍率性能和循环稳定性的提升。体相掺杂在提升材料本征电导率、锂离子扩散系数和稳定材料结构等方面具有独特的优势,其中铁掺杂具有重要的研究意义。另外,改进合成工艺,制备具有特定结构、特定元素分布的复合正极材料,对提升材料的综合性能具有显著优势。系统总结了近年来在材料纳米化、离子掺杂及材料复合等方面对LMP改性的研究进展,认为开发纳米LiFe_xMn_1-xPO₄（0<x<0.5）复合材料将成为新的发展趋势。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

从LiFePO4的结构出发,分析了该材料所特有的优越性能以及存在的缺陷,阐述了物理掺杂和体相掺杂两类改性方法的特点和取得的成效。在此基础上,介绍了高温固相法、共沉淀法等方法合成LiFePO4的最新研究进展,探讨了各种制备方法的优缺点,并简要评述了LiFePO4未来发展的前景以及为使该材料走向实用化应注重的研究方向。