锂离子电池高镍三元材料不足与改性研究综述

近年来,锂离子电池因其能量密度大,循环性能优越,无记忆效应及绿色环保无污染等特点,符合社会发展的需求,被广泛应用于消费类移动电子产品、电动工具、航空航天、医疗设备、电动汽车电源及储能等各个领域.而正极材料是决定锂离子电池性能和成本的关键因素,因此高性能正极材料的开发和改性成为锂离子电池领域的研究热点.在LiCoO2,L...     

钠离子电池层状过渡金属氧化物正极材料的研究进展

钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,却有着更低的成本和更高的安全性,因此被认为是可以替代锂离子电池的下一代储能体系。在钠离子电池中,由于正极起到提供钠离子以及决定电池能量密度的关键作用,因此对正极材料的开发和研究尤为重要。在已报道的钠离子电池正极材料中,层状过渡金属氧化物材料(Na_xTMO₂)因其结构简单、工作电位高和易于合成,被认为最具商业潜力。本综述以过渡金属氧化物为主线,主要集中在对O3型、P2型、P3型和双相/多相等各种层状正极氧化物材料的结构特点、改性方法、电化学性能等最新研究进展进行了总结,并根据目前存在的问题提出了该材料未来的发展方向。     

一种锂离子电池正极材料及其制备方法与应用

正专利申请号:2019107655651公布号:CN110459764A申请日:2019.08.19公开日:2019.11.15申请人:国联汽车动力电池研究院有限责任公司本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法与应用。本发明所述锂离子电极正极材料,在高镍材料基础上进行适宜量的Mo,W共掺杂,得到Mo,W共掺杂层状锂离子电池正极材料,利用两者的协同效应,一方面有细化晶粒的作用,大幅度提高     

微纳结构硅在锂离子电池中的研究现状

近年来,随着人们对能量需求的日益增大,已商业化应用的石墨电极已经很难满足高性能电子产品对高能量密度的需求,因此发展高能量密度的锂离子电池显得尤为重要。在已研究的先进材料中,硅已被证明存在巨大的储能潜力,其理论比容量(约4 200 mA·h·g~(-1))远高于已商业化应用的石墨类电极材料。对锂离子电池中硅电极材料的微纳结构、制备方法、电化学性能及相关机理进行了总结,目的是研究不同结构的硅电极材料对电池性能的影响,以找到性能较为优异的硅电极结构。结果表明,在已被研究的硅基复合材料中,核壳结构和多壁纳米管结构硅电极材料在电化学性能方面均体现出了明显的优势。最后简要分析了硅基电极材料发展中存在的问题,并对其研究前景进行了展望。     

固相合成法制备钴酸锂正极材料的关键技术介绍

钴酸锂是一种重要的锂离子电池正极材料,钴酸锂具有工作电压高、能量密度及压实密度大、循环寿命较长、无记忆效应等优势,已得到广泛应用。钴酸锂正极材料在3.00V～4.25V电压范围内进行充放电工作时较为稳定,当电压高于4.25 V时,锂离子电池的循环性能会出现快速的衰减,导致电池容量衰减、副反应加剧等问题。因此,钴酸锂正极材料的制备方法尤其重要,目前产业化制备钴酸锂正极材料的方法为固相合成法。本文从固相合成法的关键技术点出发,总结了固相合成法制备钴酸锂正极材料的原料、工艺参数、改性技术。     

高镍单晶正极材料的锂离子扩散动力学研究进展

高镍正极材料具有高的比能量和较长的循环寿命，是推动锂离子电池技术发展的关键材料之一。传统高镍正极材料的晶粒形貌是二次球粒子，其二次球结构在电化学循环中容易开裂，从而引起电化学性能的衰退和电池安全性问题。单晶化策略能够有效地提升高镍正极材料的长周期循环性能和安全性，缓解高镍正极材料的热稳定性、晶体结构及颗粒结构稳定性等问题。但是缓慢的锂离子扩散动力学导致高镍单晶正极材料倍率性能恶化和材料结构衰退，是高镍单晶正极材料面临的重大挑战。综述比较了单晶正极材料与传统二次球正极材料之间的结构及电化学性能的差异，分析了单晶正极材料稳定性机制，重点阐述了高镍单晶正极材料的缓慢的锂离子扩散动力学对其失效机制的影响，总结了现阶段研究者改善高镍单晶正极材料的锂离子扩散动力学的策略，提出了提升高镍单晶正极材料的锂离子扩散动力学未来的研究重点，为高镍单晶正极材料产业化研究提供理论指导。     

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表面包覆的研究进展

锂离子电池正极材料是锂离子电池发展的关键。对锂离子电池正极材料进行包覆是改善其性能的有效方法。锂钴氧和锂锰氧正极材料表面包覆后的循环性能,特别是高温下的循环性能可以得到有效的改善。对于LiFePO4来讲,表面包覆主要是解决这类正极材料导电性问题。文章综述了国内外锂离子电池材料表面包覆的研究现状,提出了作者对将来研究方向的一些看法和建议。     

稀土掺杂合成离子电池正极材料LiMn2O4技术

锂离子电池由于工作电压高、自放电率低、能量密度大、循环寿命长而广泛应用于便携式设备.与锂钴氧相比,锂锰氧以其价格低廉、对环境无污染是一种更有吸引力的锂离子动力电池正极材料,但比容量低和高温循环性能差是长期以来困扰锂锰氧实现工业化的关键技术难题.我们采用机械化学活化法制备前驱体合成了多元稀土掺杂锂锰氧材料,研究表明,用稀土修饰的锂离子电池正极材料掺杂锂锰氧(LixMn2yREzO4,0.95≤x≤1.1,0≤y≤0.3,0≤z≤0.3),具有较标准的尖晶石结构;掺入合适的稀土元素后所合成的正极材料的比容量和循环性能都具有较大的改善,同时也具有比较优良的高温性能.     

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。     

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。     

废旧锂离子电池正极材料中有价金属离子分离回收技术的研究现状

锂离子电池由于具有能量密度高的优点而被广泛应用于通讯、新能源、电动汽车等领域,但随着使用时间的增加,电池容量衰减,影响锂离子电池的使用寿命。因此,回收再利用锂离子电池以实现可持续能源存储已迫在眉睫。本文综述了回收废旧锂离子电池多元体系正极材料和磷酸铁锂正极材料分离提纯有价金属离子的技术方法,并从经济性、环保性、效率性、操作复杂性等方面对所用试剂进行比较,对比各方法的优点和不足。此外,对现阶段最新技术进行总结,并展望了废旧锂离子电池回收技术的未来发展走向。     

中山大学双核壳结构电极材料用于高能量密度柔性锂离子电池取得新进展

正柔性锂离子电池由于具有高能量密度等优点,在柔性可穿戴电子设备领域具有广阔的应用前景。但如何设计和制备高性能储能电极材料和研制柔性锂离子电池仍然面临着科学挑战。近日,中山大学化学学院童叶翔教授和广州大学刘兆清教授在设计柔性锂离子电池负极材料上取得了突破,以表面刻蚀剥离处理的     

锂离子电池球形正极材料的制备研究进展

锂离子电池正极材料-LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4的粉末颗粒形貌直接影响到材料的电化学性能,由于球形粉体颗粒间的堆积空隙较少,粉体堆积密度较高,会使锂离子电池的电化学性能得到进一步的提高,因此球形化是锂离子电池正极材料的重要发展方向.本文主要介绍了锂离子电池球形LiCoO2、LiNiO2派生物、LiMn2O4正极材料的制备方法,并对这些球形正极材料的电化学性能同相应的非球形正极材料进行了比较,希望能够为锂离子电池材料的研究者提供借鉴.     

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。     

Li-Ni-Mn-O锂离子电池正极材料研究进展

Li-Ni-Mn-O正极材料由于具有比容量高、资源丰富、价格便宜、污染少等优点,而被视为最具发展潜力的锂离子电池的正极材料之一,近年来受到广泛关注。综述锂离子电池正极材料Li-Ni-Mn-O的研究进展,阐述其结构特征、制备方法及电化学性能。指出这些材料目前存在的主要问题并介绍解决方法,最后指出Li-Ni-Mn-O正极材料的发展前景和今后的研究方向。     

Li-CO_2电池正极材料研究进展

随着新能源汽车的发展,可充电的能循环使用的高能量密度电池迎来了巨大的发展契机,由于Li离子电池的超高能量密度,稳定的循环性能,引发了人们广泛的关注与研究,Li-CO_2电池作为一种新型的Li离子电池,由于节能减排以及温室效应的影响下,也渐渐成为了研究热点。目前,对于Li-CO_2电池的研究,主要集中在正极电极材料上,经历了KB到纳米碳材料的过程,如今使用石墨烯作为正极材料,放电比容量已经达到14722 m Ag~(-1),并达到了超过20个周期的循环周期,已初具使用价值,具备极大的研究潜力和前景。     

我国锂离子电池正极材料发展现状及趋势

锂离子电池正极材料的发展引领着锂电池的发展,文章引用统计数据说明目前国内外锂电池正极材料的产量,总结了五种锂离子正极材料的性能特点,指出目前和未来锂离子正极材料的发展方向。     

基于二元高钴材料的锂离子聚合物电池开发

对一种新型的二元高钴材料进行了物理、化学、形貌及晶体结构指标测试,并应用该材料作为正极进行了锂离子聚合物电池的开发,对使用该材料体系的锂离子聚合物电池进行了比容量、倍率性能、不同温度放电性能、高温贮存性能、循环性能以及安全性能等综合测试,测试的结果表明,这种二元高钴材料完全满足锂离子聚合物电池的要求。     

高功率锂离子电池研究进展

高功率快放型锂离子电池是目前锂离子电池领域研究的重点方向之一。为了获得具有高功率密度的锂离子电池,正极材料须具有较高的电压和较高的电子与离子导电率,正极材料主要包括高电压钴酸锂、镍锰酸锂和高电压三元材料,负极材料包括碳系材料、钛基材料和金属氧化物材料,以及为提高首效和降低负极电位而采用的预嵌锂方法,并对锂离子电池电解液用锂盐、溶剂和添加剂进行了综述。最终总结了功率密度测试方法,并对高功率锂离子电池的研究进行展望。