锂离子蓄电池正极材料LiNi0.85Co0.1M0.05O2的合成及性能

采用共沉淀前驱体法,对LiNiO2进行金属元素Co和M(M代表Mg、Mn、Al)的共掺杂,得到系列LiNi0.85Co0.1 M0.05O2材料。并对材料进行了SEM、XRD分析以及电性能测试。另外从离子半径的角度出发,对各掺杂元素在晶体结构中的占位以及对材料性能的影响做了合理解释。由于Mg2 的半径与Li 的半径最为接近,可优先占据锂位。加之Mg2 不参与电化学过程,在层间起到支撑稳定作用。所以Mg2 的共掺入在改善材料循环性能方面表现出特有的优势。     

锂电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2掺杂改性研究进展

层状结构的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料具有性能优异,环境污染小,毒性低以及高温稳定性好等优点,但其结构中阳离子混排现象以及结构的稳定性严重制约了其循环性能,其中一种很有效的方法就是在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶格中掺杂各种离子,促进Li+扩散以及提高该材料的循环性能。综述了Mg、Al、Cr、F等阴阳离子掺杂以及阴阳离子复合掺杂对于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在结构、形貌、放电性能等方面的影响,重点突出了元素掺杂手段对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构中Ni2+/Li+阳离子混排、结构稳定性、充放电效率以及循环性能方面的改善,并对此类掺杂改性手段进行总结及展望。     

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.     

Mg掺杂对LiNi0．4Co 0．2Mn0．4-xMgxO2结构和性能影响

采用碳酸盐共沉淀法合成了层状LiNi0.4 Co0.2MnMgxO2锂离子电池正极材料,对材料进行XRD研究表明,该材料具有a—NaFeO2（R-3m）结构。数据显示,通过Mg掺杂降低了Li层的阳离子混排程度。通过组装扣式电池对材料进行恒流充放电测试、交流阻抗测试、循环伏安测试等电化学性能测试。与LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2相比,在Mn位进行Mg掺杂的LiNi0.4Co0.2 Mn0.4-x MgxO2循环性能和结构稳定性有了大幅度提高。所有掺杂的样品中,LiNi0.4Co0.2Mn0.038MgxO2具有最好的循环性能,首次放电比容量达到164．7mAh／g,在0．1C下循环10次后的容量达到160．3mAh／g。     

锂离子电池层状正极材料LiMO2的改性研究

综述了锂离子电池层状正极材料LiMO2M(=Co、Ni、Mn)的结构、性能及目前存在的问题,介绍了近几年来LiM O2M(=Co、Ni、Mn)的改性研究进展,并着重探讨了元素掺杂和表面包覆改性对上述材料的结构和电化学性能的影响,对掺杂离子的特点、作用进行了小结。     

LiNiyM1-yO2(M=Co,Mn,Ti,0 总被引：4，自引：0，他引：4

高虹 《电源技术》2001,25(4):264-267

正极材料LiNiO2贮存问题的研究

对正极活性材料LiNiO2贮存性能的影响因素进行了讨论,锂过量不是LiNiO2碱性高的主要原因.从热力学角度研究了导致LiNiO2贮存问题的本质原因和副反应发生的临界条件.Li(α)在嵌锂化合物中的化学势越低,其与水发生反应的趋势就越小,即正极材料的嵌锂电位越高,其贮存稳定性越好.     

Al、Mn共掺杂高镍正极材料电化学性能研究

高镍正极材料形貌受合成体系中Mn和Al的影响比较大.采用简单的共沉淀方法合成出正极材料前驱体[Ni0.8Co0.15](OH)1.9,在烧结过程中同时引入不同比例的Al、Mn离子,以其协同作用共同实现材料的稳定层状结构,提高材料循环稳定性,从而改善材料的电化学性能.结果显示:在800°C烧结条件下,当Mn和Al的掺杂量...     

正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶体结构和作为锂离子电池正极材料的电化学反应特征,总结了合成条件和制备方法对其物理性能和电化学性能的影响,以及不同掺杂元素(B,F,Mg,Fe,Al,Si等)对其的改性作用.     

正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

介绍了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶体结构和作为锂离子电池正极材料的电化学反应特征,总结了合成条件和制备方法对其物理性能和电化学性能的影响,以及不同掺杂元素(B,F,Mg,Fe,Al,Si等)对其的改性作用.     

锂镍氧化物的合成和电化学行为研究

通过不同原材料、温度、时间、气氛、流量等的控制来合成ＬｉＮｉＯ２和ＬｉＮｉ１－ｘＭｘＯ２，通过氧化还原滴定、Ｘ射线衍射等方法分析确定了各种合成物的结构和其中镍元素的价态；并通过充放电特性曲线和循环伏安等方法研究了合成物质的电化学行为。在空气中只能得到Ｌｉ２Ｎｉ８Ｏ１０相，只有在Ｏ２气氛下才能得到ＬｉＮｉＯ２相，虽然并非所有的ＬｉＮｉＯ２相都具有电化学活性。本文合成的ＬｉＮｉＯ２放电容量可达１３０ｍＡｈ／ｇ。文中还研究了镍锰及镍钴混合价控制电极，指出其具有良好的可逆性或较高的放电电位段。研究了ＬｉＮｉＯ２－ＧＩＣｓ电极，它具有极好的可逆性、平稳的放电电压和较大的扩散系数。最后，本文对镍的氢氧化物和锂氧化物的结构和电化学特性作了对比研究，以期对镍氧化物电极有较深刻的认识。     

阳离子掺杂对LiMn_2O_4结构和电性能的影响

采用固相法合成了尖晶石LiMn_(2-x)M_xO_4(M=Co、Cr、Al、Ti,x=0、0.05、0.1、0.15)正极材料,研究了不同金属阳离子掺杂和掺杂量对LiMn_(2-x)M_xO_4结构及电性能的影响。通过X射线衍射图谱分析,离子半径较小的Co、Cr、Al掺杂使材料晶胞收缩,尖晶石结构更加稳定。材料初始容量随着掺杂量提高而降低,但循环性能显著提高。其中Co掺杂在x=0.1时,LiMn_(2-x)M_xO_4样品1 C首次放电比容量为117.6 mAh/g,前20次容量保持率达92.9%,综合性能最优。     

Mg掺杂对LiNi_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25)O_2电化学性能的影响

以氢氧化钠为沉淀剂,氨水为络合剂,通过氢氧化物共沉淀法制得前驱体,然后高温煅烧,合成锂离子电池正极材料Li(Ni_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25))_(1-x)Mg_xO_2(x=0、0.01、0.02、0.03和0.04)。通过XRD、循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等测试,研究Mg掺杂对材料性能的影响。适量的Mg掺杂可降低材料阳离子混排度,提高材料的循环性能及倍率性能。Li(Ni_(0.6)Co_(0.15)Mn_(0.25))_(0.98)Mg_(0.02)O_2的电化学性能较好,以0.1 C在2.7~4.3 V循环,首次放电比容量高达190.9 mAh/g;1.0 C循环30次的容量保持率为90.07%。     

LiNiO2的制备与改性的探讨

从结构与性能的关系出发对锂离子电池正极材料LiNiO2 的制备与掺杂改性研究进行了讨论。认为在优化合成条件的基础上进行掺杂改性是提高其性能的最有效手段 ,通过掺杂能导致O -Ni -O夹层共价性提高和极化能增大的阳离子 ,有利于LiNiO2 2D层状结构的稳定与电化学性能的提高     

锂离子电池正极材料锂镍氧的研究进展

详细综述了锂离子电池正极材料锂镍氧的制备方法，并从LiNiO2的结构和性质出发探讨了不同离子对LiNiO2的掺杂改性作用。认为严格控制合成条件，可以合成近乎化学计量的LiNiO2。通过混合掺杂改性，可以得到容量大、循环性能好、热稳定性高的掺杂锂镍氧正极材料。     

碳酸盐共沉淀法制备LiNi_(0.8)Co_(0.20-x)Al_xO_2

用碳酸盐共沉淀法制备了正极材料LiNi0.8Co0.20-xAlxO2(x=0.05、0.10和0.15)。Ni-Co-Al的碱式碳酸盐与LiOH·H2O混合,在700～800℃下煅烧16h,可制得有良好α-NaFeO2二维层状结构的球形LiNi0.8Co0.20-xAlxO2。铝掺杂促进了烧结,但掺杂过多会导致过度烧结和异形晶粒出现,降低性能。在750℃下煅烧制备的材料LiN0.8Co0.15Al0.05O2,0.2C首次放电比容量为162.1mAh/g,第20次循环时的容量保持率为94.6%。     

锂离子电池正极材料Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的制备及其性能研究

锰酸锂正极材料在充放电循环过程中容量衰减严重,严重影响其大规模应用。针对其容量衰减严重的问题,通过固相制备出Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4正极材料,并用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)、充放电测试、CV和EIS对其结构、形貌及电化学性能进行了研究。结果表明,Mg2+、Na+的掺杂未改变Li Mn2O4的结构。在0.2 C下,样品Li Mn2O4和Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的首次放电比容量分别为127.1 m Ah/g和123.3 m Ah/g,充放电循环100次后,其容量保持率分别为77.34%和94.81%,Mg2+、Na+掺杂后,材料的初始放电比容量略有降低,但循环性能明显得到了改善。在10 C下,Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的放电比容量高达92.4 m Ah/g。实验表明,Mg2+、Na+的共同掺杂有效改善了Li Mn2O4的循环稳定性和倍率性能。     

组合掺杂对低温烧结NiZn功率铁氧体功耗特性的影响

采用陶瓷工艺制备低温烧结Ni Zn软磁铁氧体材料,研究了掺杂Co_2O_3、Cu O、Bi_2O_3、V_2O_5、Si O_2等对材料烧结温度及主要磁性能如磁导率、功耗等的影响。结果表明,Bi2O3对降低材料烧结温度有益但对功耗改善无益,Si O2对功耗改善有益但效果不明显,而组合添加0.15mol%Co2O3、9.0mol%Cu O、0.40~0.50wt%V2O5不仅可达到大幅度降低材料功率损耗,改善功耗特性,而且可保证材料低温烧结和其它优良磁性能,并获得具有低温烧结(烧结温度900℃左右)、低功耗(功率损耗Pcv≤300k W/m3(20℃,1MHz,30m T))、适于LTCF工艺和片式功率器件应用的Ni Zn功率铁氧体材料。     

Mg-Ti-Mn-Ni基非晶贮氢合金的电化学性能研究

所有贮氢合金全部采用机械合金化方法制备。研究包括两方面内容:第一,研究了Al、Cu、V、Zr等4种元素部分替代四元Mg45Ti5Mn5Ni45合金中的Mn之后,对合金电化学性能的影响,电化学性能测试结果表明:Al、Cu、V、Zr对Mn部分替代后所形成的五元合金,与四元Mg45Ti5Mn5Ni45合金相比较,最大放电容量、循环稳定性都有大幅度提高,其中Mg45Ti5Mn2.5Al2.5Ni45合金的综合性能最佳;第二,研究了不同的球磨工艺对Mg45Ti5Mn2.5Al2.5Ni45合金电化学性能的影响,研究表明:球磨时间、球磨产物的相结构是决定合金电化学性能的两个关键因素。