单晶高镍三元正极材料研究进展

高镍系三元正极材料(Ni≥60%)因高能量密度、低毒性、低污染性和低廉的价格成为当前锂离子电池体系中最具发展潜力的电池材料之一。目前，商用的高镍系三元正极材料多为团聚型的多晶材料，团聚型的多晶材料在充放电过程中由于体积膨胀会出现微裂纹，导致电极材料与电解液反应加剧，进而引起结构坍塌，研究表明，微裂纹的产生是高镍三元正极材料(Ni≥60%)在使用过程中容量衰退的主要原因。而单晶高镍三元正极材料由于无内部晶界可彻底解决微裂纹产生的问题，备受国内外广大专家、学者的关注。此外，其较高的压实密度、良好的热稳定性、长循环寿命也让其具有进一步替代多晶材料的潜力。本文结合单晶高镍正极材料行业现状，对其采用不同的制备方法进行归纳，为企业的前沿布局提供了借鉴和参考。     

层状Ni-Mn基锂离子电池正极材料进展

层状Ni—Mn基锂离子电池正极材料具有层状结构镍酸锂(LiNiO2)的高比容量以及尖晶石型结构锰酸锂(LiMn2O4)的高安全性、低价格等特点，是最有可能代替或部分代替LiCoO2的新型正极材料用于小型锂离子电池，同时也可望用作低成本、高安全性和大容量动力型锂离子电池的正极材料。本文综述了层状Li—Ni—Mn—O系化合物和LiNi1/3Mn1／3Co1/3O2的合成工艺、结构特点和电化学性能，阐述了层状Ni—Mn基锂离子电池正极材料的发展、研究开发现状和应用前景。     

锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料的制备及其性能

无钴镍基正极材料因其具有成本低、比容量高等优点而备受市场瞩目,但也存在倍率性能差、循环寿命短、高压循环稳定性差、表面残留锂、阳离子混排等问题需要解决。基于此,本研究提出一种双层四元无钴镍基层状单晶正极材料,以无钴镍基和锰为基础二元材料,通过掺杂铁、铜两种金属元素制备成四元无钴高镍正极材料前驱体,将前驱体与锂源按合理配比混合制备成富锂微米级单晶基体,最后以高导电性材料氮化钛均匀包覆基体制备成锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料。性能测试结果显示,经500次循环后其容量保持率仍有98.2%,该结果验证了本试验所制备的正极材料成本低、易于产业化的特性;通过掺杂两种元素后进行微米级单晶改性处理、合理的富锂配比和高导电性材料表面包覆的协同作用,进一步提高了正极材料的高压循环稳定性和循环寿命,并具有极佳的容量和倍率性能。     

柠檬酸络合法合成的尖晶石LiMn2O4特性研究

锂离子电池具有比能量高、质量轻、体积小、电压高、安全性好和无记忆效应等特点,而正极材料是其研究的重点.采用柠檬酸络合法成功地合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4,并用X射线衍射仪、红外光谱、差热分析仪和扫描电镜等手段对其最优合成条件及合成产物的结构和电化学性能作了初步研究.在最佳条件下,即柠檬酸与金属离子的摩尔比为1.3左右及温度为700℃,制备的正极材料LiMn2O4具有较高的初始容量和较好的循环稳定性,即初始放电容量约为132 mAh·g-1,40次循环后能保持初始容量的90%,完全可以用于高比能长寿命的锂离子蓄电池.     

中科院在高性能锂离子电池电极材料研究中取得进展

正能量密度的提升是锂离子电池领域的研究重点,而正极材料是决定锂离子电池能量密度的关键。镍锰酸锂材料是一种高电压的正极材料,具有高能量密度和良好的倍率性能;然而,其自身的高工作电压会显著加速电极材料表面的副反应,严重损害电极材料的结构稳定性和长循环性能,限制了它在高比能动力电池中的应用。在国家自然科学基金和中国科学院先导项目等     

掺杂-包覆改性单晶LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2的制备技术及性能研究

高镍三元正极材料以其能量密度高的特性成为目前动力型锂离子电池主流正极材料之一,但目前高镍三元材料存在循环稳定性较差、大倍率充放电性能较差等问题,限制了其规模化应用。三元材料的单晶化可以有效降低循环过程中的颗粒间微裂纹产生,结合表面包覆可有效提高高镍三元正极材料的循环稳定性。同时,高价阳离子掺杂可有效提高锂离子传输速率,提高高镍三元材料的倍率充放电性能。本文采用高温固相法制备W⁶⁺、Zr⁴⁺共掺杂和H₃BO₃、Al₂O₃双包覆的高镍单晶LiNi_0.83Co_0.12Mn_0.05O₂材料,并探究其电化学性能的变化。在3.0～4.3 V电压范围内,与未掺杂材料相比,W-Zr共掺杂的LiNi_0.83Co_0.12Mn_0.05O₂在不同放电倍率下具有更好的电化学性能;采用H₃...     

掺杂稀土的锂离子电池正极材料研究进展

锂离子电池由于高工作电压、高能量密度、低自放电率、长循环寿命等优点而被广泛应用于很多领域.本文综述了近几年来锂离子电池正极材料(LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4)掺杂稀土的研究进展;着重叙述了用稀土修饰的LiCoO2和LiMn2O4的掺杂量、烧结工艺对正极材料结构和电化学性能的影响.简单介绍了用稀土修饰的LiNiO2和LiFePO4的结构和电化学性能.     

掺杂对正极材料LiNi0.8Co0.2O2电化学性能的影响

论述了近年来元素掺杂改善正极材料LiNi0.8 Co0.2 O2电化学性能的研究现状。对层状结构的稳定性与电化学性能的关系进行了分析，对不同的元素掺杂效果进行了比较。认为在优化合成条件的基础上，元素掺杂是提高锂离子电池正极材料电化学性能最有效的途径之一。     

Al2O3/LiAlO2协同提升LiNi0.92Co0.04Mn0.04O2正极材料循环稳定性的研究

锂离子电池(LIBs)是最普遍的储能设备之一,高镍LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂正极因其放电比容量高而备受关注,然而,在长循环的过程中,由于正极表面的活性物质发生了化学和结构变化,LIBs的能量存储能力会随着循环的进行而减弱。理解和缓解这些退化机制是减少容量衰退的关键,从而提高锂离子电池的循环寿命。包覆是常见的改性手段,可改善高镍LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂正极界面稳定性并降低表面降解的程度。但是,常规包覆方法形成的包覆层的厚度和均匀性难以调控,为了改进此问题,本研究建立了一种Al₂O₃/LiAlO₂薄膜,对LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂具有协同改性效应,可形成厚度均匀的双包覆层,增强正极材料的循环性能和结构稳定性。研...     

磷酸钒锂/碳复合材料在锂离子电池中的电化学性能及电极反应动力学研究

相比于溶胶-凝胶法制备的Li₃V₂(PO₄)₃/C(LVP/C-S),采用水热超声辅助流变相法结合溶液沉积法制备的Li₃V₂(PO₄)₃/C(LVP/C-R)复合正极材料具有更优异的电化学性能。通过XRD、SEM和Raman光谱仪等对合成材料进行表征。将合成材料作为锂离子电池正极组装半电池进行倍率和循环性能测试,同时通过循环伏安法、电化学阻抗以及恒流间歇滴定技术分析电极反应动力学。结果表明,水热超声辅助流变相法合成的Li₃V₂(PO₄)₃(LVP-R)通过溶液沉积法包覆碳层后,晶面间距增大,粒径更小,导电性、振实密度增大,分散性明显提升。这有利于Li⁺在正极材料中嵌入/脱出,以及缩短Li⁺的扩散路径,从而促使锂离子电池的倍率性能、库仑效率和循环稳定性提高。LVP/C-R作为锂离子电池...     

球形锂离子电池正极材料的制备研究进展

球形锂离子电池正极材料-LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4及其掺杂材料具有堆积密度大、体积比容量高、电化学性能和加工性能优异等突出优点,是锂离子电池正极材料的重要发展方向,预计将在未来得以商品化。本文对以上球形正极材料的制备方法进行了归纳研究。     

锂离子电池正极材料LiMn2-xNdxO4的性能研究

采用高温固相反应法,合成了具有尖晶石结构的锂离子电池正极材料LiMn2O4,并对其掺杂不同量的Nd,得到LiMn2-xNdxO4(x=0～0.03).对材料进行了XRD、粒度分析及恒电流充放电测试.试验结果表明,掺杂微量稀土元素Nd合成的正极材料具有标准尖晶石结构,较好的循环稳定性.其中LiMn0.995Nd0.005O4具有较好的电化学性能和循环稳定性,最高容量达到132mAh·g-1.     

铁基氟化物锂电池正极材料研究进展

随着新能源技术不断地发展,目前商业应用的锂离子电池正极材料面临能量密度低、成本高等诸多挑战,因此转换型正极相对于传统插层型正极材料具有多电子反应的储能优势受到了广泛关注,其中氟化铁（FeF3）和氟化亚铁（FeF2）等铁基氟化物由于其高能量密度和低成本的特点,被认为是极有潜力的锂电池正极材料。然而铁基氟化物正极材料存在导电性差、反应动力学缓慢以及活性物质溶解等科学难题,导致了电压滞后、倍率性能和循环性能差等问题,难以满足实际应用的要求。从铁基氟化物结构设计、复合改性及电解液设计对其影响等方面,总结铁基氟化物正极材料的研究进展,分析了电化学性能改善的原因,展望未来铁基氟化物正极材料的发展方向。     

锂离子二交电池LiMn2O4正极材料的研究进展

锂离子二次电池锂锰氧化物正极材料因其价格低廉、性能优良而成为研究的热点。本文综述了近年来锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展，并对该材料的结构、性能、合成方法以及存在的问题进行了重点阐述。LiMn2O4材料具有尖晶石结构，目前制备主要固相烧结和液相合成方法。通过加入过量的锂和引和杂原子及采用工艺可改善其循环性能。     

新型锂离子电池正极材料LiVPO4F的研究进展

阐述了LiVPO4F研究的重要意义,综述了锂离子电池LiVPO4F正极材料的研究现状,重点对LiVPO4F材料的结构特点、电化学性能、充放电机制、合成方法以及掺杂改性进行了总结和探讨。展望了LiVPO4F材料的发展趋势,并认为采用LiVPO4F作为正极材料,是今后动力锂离子电池的发展趋势。     

水热法制备V2O5作为高性能锂离子电池正极材料

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大等优点。目前,主流的正极材料如LiFePO4等存在理论容量低等问题,难以满足需求。V2O5具有层状结构,能够有效嵌锂,是一类新型的锂离子电池正极材料。但V2O5作为锂离子电池正极材料时循环稳定性较差,限制了其应用。采用水热法制备二维结构的V2O5纳米片材料,将其作为锂离子电池的正极材料,并与商业V2O5进行对比。测试表明,V2O5纳米片呈现片层状结构,粒径大小在130~280 nm,在循环伏安测试中有三对比较明显的氧化还原峰,经50次循环后V2O5纳米片可逆容量达到227 mAh/g,与第二圈的放电容量相比,容量保持率为89%,证明V2O5纳米片的储锂性能良好。     

掺杂稀土元素对锂离子电池正极材料LiMn2O4的影响

尖晶石LiMn2O4作为锂离子电池最有潜力的正极材料已经成为研究的热点，但其在充放电过程中结构的不稳定制约了其应用。近年来，许多研究学者对LiMn2O4进行稀土掺杂，有效地提高了LiMn2O4材料的电化学性能和循环稳定性。文章综述了近几年在这方面的研究进展。     

锂离子电池正极材料LiNiO2的制备及修饰

详细综述了锂离子电池正极材料锂镍氧的制备方法,探讨了不同离子对的掺杂改性作用和表面修饰对材料性能的影响.如果严格控制合成条件、优化合成工艺,可以合成近乎化学计量的LiNiO2.通过混合掺杂改性和表面修饰,可以制备出循环性能好、充放电容量大、热稳定性高的锂镍氧正极材料.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展

对锂离子正极材料LiFePO4的性能、结构，锂离子的脱嵌机制。制备方法，掺杂改性等进行了详细的阐述。指出了锂离子电池正极材料LiFePO4良好的应用前景。     

锂离子电池正极材料的研究与开发现状

综述了锂离子电池正极材料Li-Co-O、Li-Ni-O、Li-Mn-O体系及Li-V-O等体系的研究进展。重点介绍了其结构、电化学性能和其一般制法,并指出了目前研究的方向。