锂离子电池正极材料产业化进展

高电压、高容量、无记忆效应和循环寿命长是锂离子电池作为性能卓越的新一代绿色高能电池的显著特点。随着3C产品的不断更新换代,特别是手机的智能化和轻薄化,用于3C产品的锂离子电池需要不断地提高能量密度。钴酸锂(LiCoO2)材料由于具有放电电压平台高、放电容量大、能量密度高的优势,一直是3C产品用锂离子电池的首选正极材料。除3C产品外,锂离子电池在新能源汽车(包括纯电动、混合动力等)、电动自行车及其他电动代步工     

微波合成锂离子电池正极材料LiCoO2的研究

为了研究锂离子电池的正极材料LiCoO2的新型制备方法,考查了反应原料配比、微波输出功率、微波合成温度和微波加热时间对LiCoO2结构和性能的影响.以LiOH·H2O和Co2O3为反应原料的最佳合成条件:Li/Co摩尔比为1.05∶1,微波输出功率为360W,反应时间为14min,合成温度为800℃.所合成LiCoO2样品均采用XRD和SEM进行表征,结果表明,采用微波合成的LiCoO2样品为单一相层状结构且晶体结构发育良好;样品的充放电循环性能良好,首次循环放电容量为130mAh/g.     

锂离子电池正极材料LiV3O8的低温合成研究

以ＬｉＮＯ_３和ＮＨ_４ＶＯ_３为原料,通过溶胶－凝胶法制备了层状锂钒氧化物ＬｉＶ_３Ｏ_８锂离子电池正极材料,通过ＴＧ－ＤＴＧ、ＸＲＤ等考察了合成条件对产物首次放电比容量的影响．实验结果表明,在４５０℃左右热分解２０ｈ可得到单一相产物ＬｉＶ_３Ｏ_８,其层状结构较为完整,电化学性能好,首次放电比容量可达３５０ｍＡｈ·ｇ－１,作为高能锂离子电池正极材料较为理想．     

锂离子电池用正极材料LiFePO4的改性研究进展

从LiFePO4的晶体结构和物理性质出发,分析了该材料所特有的优越性以及存在的不足,总结了近两年各种改性方法所取得的一些进展,重点阐述并分析了通过引入介孔结构的改性方法所取得的成果,在此基础上对今后改性研究的发展趋势提出了展望。     

中空海胆状结构的碳包覆Fe2O3用作锂离子电池的高性能负极材料

Fe2O3由于成本低廉,储量丰富和理论比容量高(1007 mA hg^-1)等特点,在锂离子电池负极材料的应用中极具发展前景.然而一些问题仍然存在,如:充放电过程中比容量的迅速衰减,不可逆的体积膨胀以及较短的循环寿命等.这些问题严重制约了Fe2O3在锂离子电池中的实际应用.为了突破这些局限,本文以金属-有机骨架(MOF...     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的碳热还原法制备及电化学性能的研究

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO₄)由于具有良好的优点,受到社会各界的广泛关注。由于磷酸铁锂自身结构存在的一些缺点,因此导致电子传导率低和锂离子扩散系数小,不仅影响放电倍率,还阻碍工业化的应用。该文采用碳热还原法制备Li FePO₄/C正极材料,研究不同三价铁源合成磷酸铁锂材料的电化学性能状况,通过XRD、SEM等手段表征所得材料,并通过恒流充放电等测试了解其电化学性能,从而找到一种最佳的低成本三价铁源,优化固相碳热还原工艺。     

非碳锂离子电池负极材料研究进展

自从1958年美国加州大学的一位研究生提出了锂、钠等活泼金属做电池负极的设想后,锂离子电池的研究开始引人注目。然而,锂离子电池的实用化研究却经历了很长的时间。直到1990年,日本索尼(Sony)公司成功地采用碳材料作负极、氧化钻锂作正极、高氯酸锂-碳酸乙酯+碳酸二乙酯(LiClO4-EC+DEC)作电解质,研制出新一代实用化的新型锂离子二次电池——液态锂离子电池(LIB)。从此,锂离子电池便以其比能量高、电池电压高、工作温度     

氮掺杂炭材料在锂离子电池负极的研究进展（英文）

硬碳、活性炭、碳纳米管（CNTs）、石墨烯、多孔炭和炭纤维等炭材料替代锂离子电池的石墨阳极是目前的研究热点。与石墨相比,这种材料已表现出更好的储锂电化学性能,但仍有待进一步发展空间。其中一种有效的方法是在炭材料结构中加入杂原子（例如氮）,提高其作为锂离子负极时的电化学性能。本综述首先描述了氮掺杂如何对锂离子电池的性能产生积极影响,并举例说明了氮掺杂炭材料的优势。然后,比较了不同N掺杂炭材料中的X射线光电子能谱和扫描隧道显微镜的表征结果,通过统计分析了掺氮量对掺氮碳材料比容量的影响。     

钛酸锂——新型锂离子电池负极材料

近20年来,随着交通、通讯和信息产业的迅猛发展,电动汽车、电脑、移动通讯工具等产品对发展新型化学电源提出了更高且十分迫切的要求。在新的发展需求下应运而生的锂离子二次电池,具有能量密度和功率密度高、工作电压高、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长、无污染等独特优势,迅速发展     

锂离子电池石墨负极锂沉积研究进展（英文）

全面推进交通运输电气化是实现“碳中和”的根本途径,而以电化学能量储存和转化为核心的电池、电容器等储能技术的开发是其中的重要环节。锂离子电池具有储能密度高、充放电效率高、响应速度快、产业链完整等优点,是最近几年发展最快的电化学储能技术。石墨具有导电性好、成本低、循环寿命长、溶胀率低、安全性高等优点,是锂离子电池负极的首选材料。然而石墨负极金属锂的沉积不仅降低电池循环及快充性能,而且带来电池短路甚至爆炸等安全隐患。本综述概述了石墨负极的电化学动力学过程,总结了依托原位技术对锂沉积机理的解析,讨论了锂沉积过程的影响因素以及解决办法。最后提出了本领域今后发展过程中可能面临的挑战及机遇。     

杯[6]芳烃衍生物改性壳聚糖的合成及吸附性能研究

通过单取代溴丙氧基对叔丁基杯[6]芳烃衍生物与壳聚糖发生交联,合成一种新型的杯[6]芳烃-壳聚糖聚合物,对聚合物进行了红外、X射线衍射和扫描电镜表征。并考察了聚合物对过渡金属离子Zn2 ,M n2 ,Pb2 ,C r3 ,Cu2 的吸附性能。结果表明,该聚合物兼具杯芳烃与壳聚糖的各自优势,不仅吸附能力较强,而且对部分离子表现出较高的选择性吸附。     

LiNi0.8-x Znx Co0.2 O2的合成及电化学性能研究

掺杂改性和表面修饰的LiNi0.8Co0.2O2是锂电池正极换代候选材料.采用共沉淀法制备了系列LiNi0.8-xZnxCo0.2O2材料,并对其进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)和充放电循环性能(CP)测试分析.恒流循环(0.2C、3.0～4.2V)测试结果显示,Zn的掺入使材料的初始放电比容量有大幅增加,循环性能有所改善.其中LiNi0.78Zn0.02Co0.2O2的首次放电比容量达到206.37 mAh·g-1.第30循环时,放电比容量仍为204.03 mAh·g-1,不可逆容量损失仅为2.34 mAh·g-1,显示了很好的初期循环性能.     

采用空气气氛合成的锂镍钴氧正极材料的性能

用控制结晶法合成了类似球形、颗粒细小的(Ni0.8Co0.2)2(OH)2CO3*4H2O前驱体,对前驱体二次干燥后,再与LiOH*H2O混合、研磨高温烧结,在空气气氛下合成了LiNi0.8Co0.2O2正极材料.采用正交实验对反应时间及锂配比因素进行了优化;同时也进行了XRD、 EIS及SEM等相关表征研究.结果表明:在750℃下烧结时,当Li/(Ni+Co)配比为1.05,烧结15h时得到的锂镍钴氧化合物性能最优;在0.1C,2.7～4.3V的条件下充放电,首次放电比容量达到179.2mAh/g.循环10次后容量变为167mAh/g,容量保持率为93%.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备技术及其研究进展

尖晶石LiMn2O4是最有希望替代LiCoO2的新一代锂离子电池的正极材料。本文对锂离子电池的工作原理和3种正极材料作了简要介绍。综述了近年来LiMn2O4制备技术的研究进展,并对其今后的发展进行了展望。     

锂离子电池正极材料Li0.99Y0.01FePO4的制备

橄榄石型LiFePO4是近年发展起来的一种锂离子电池正极材料,它的理论容量为170mAh/g。具有价格便宜、环境友好、无毒、无吸湿性、热稳定性好等优点,越来越受到人们的重视。但是由于LiFePO4的室温电导率低,影响了它的实际应用,为改善其电导率低的问题,本文采用固相法掺杂稀土元素Y合成Li0.99Y0.01FePO4,结果表明,掺杂后材料具有良好的电化学性能,其室温初始放电容量为129.9mAh/g,循环15次后几乎没有衰减。     

溶液法合成锂离子电池的阴极材料LiZnxNi0.5-xMn1.5O4及其电化学性质研究

采用共沉淀法及溶胶-凝胶法合成了锂离子电池的阴极材料LiZnxNi0.5-xMn1.5O4 (0.01≤x≤0.09) .结构研究结果表明用这些方法可以在比固相反应低得多的温度下得到单相的尖晶石.Li/LiZnxNi0.5-xMn1.5O4半电池在1mol/L LiPF6/EC DEC DMC(1:1:1)中于2.8～4.9V间进行充放电测试的结果表明充放电平台仅出现在4.7V附近,因此在充放电过程中仅发生Ni2 Ni4 的价态变化,该半电池以0.05mA/cm2的电流密度进行充放电的首次充电比容量高达理论值并随着x值的增大而减小,测试结果还表明合成方法及热处理过程对材料的性能有决定性的影响.     

Facile preparation of core@shell and concentration-gradient spinel particles for Li-ion battery cathode materials

Core@shell and concentration-gradient particles have attracted much attention as improved cathodes for Li-ion batteries (LIBs). However, most of their preparation routes have employed a precisely-controlled co-precipitation method. Here, we report a facile preparation route of core@shell and concentration-gradient spinel particles by dry powder processing. The core@shell particles composed of the MnO₂ core and the Li(Ni,Mn)₂O₄ spinel shell are prepared by mechanical treatment using an attrition-type mill, whereas the concentration-gradient spinel particles with an average composition of LiNi_0.32Mn_1.68O₄ are produced by calcination of their core@shell particles as a precursor. The concentration-gradient LiNi_0.32Mn_1.68O₄ spinel cathode exhibits the high discharge capacity of 135.3 mA h g⁻¹, the wide-range plateau at a high voltage of 4.7 V and the cyclability with a capacity retention of 99.4% after 20 cycles. Thus, the facile preparation route of the core@shell and concentration-gradient particles may provide a new opportunity for the discovery and investigation of functional materials as well as for the cathode materials for LIBs.     

Facile preparation of core@shell and concentration-gradient spinel particles for Li-ion battery cathode materials

Abstract

Core@shell and concentration-gradient particles have attracted much attention as improved cathodes for Li-ion batteries (LIBs). However, most of their preparation routes have employed a precisely-controlled co-precipitation method. Here, we report a facile preparation route of core@shell and concentration-gradient spinel particles by dry powder processing. The core@shell particles composed of the MnO₂ core and the Li(Ni,Mn)₂O₄ spinel shell are prepared by mechanical treatment using an attrition-type mill, whereas the concentration-gradient spinel particles with an average composition of LiNi_0.32Mn_1.68O₄ are produced by calcination of their core@shell particles as a precursor. The concentration-gradient LiNi_0.32Mn_1.68O₄ spinel cathode exhibits the high discharge capacity of 135.3 mA h g^?1, the wide-range plateau at a high voltage of 4.7 V and the cyclability with a capacity retention of 99.4% after 20 cycles. Thus, the facile preparation route of the core@shell and concentration-gradient particles may provide a new opportunity for the discovery and investigation of functional materials as well as for the cathode materials for LIBs.     

纳米颗粒的自组装及其在锂离子电池中的应用EI北大核心CSCD

在简要介绍纳米颗粒的基本物理-化学性能及其制备现状的基础上,着重论述了纳米颗粒自组装的类型及原理,总结了纳米颗粒自组装在锂离子电池上的应用研究进展,并指出该应用中存在制备效率低、污染较大等问题,提出今后工作将集中在开发合适组装单元、揭示自组装基本原理、简化制备程序等方面,认为纳米材料合成过程中实现多层次/功能电池结构调控是未来发展的重要方向之一。