球形LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料的制备及其电化学性能

采用共沉淀-喷雾干燥法制备了锂离子电池球形Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2正极材料,通过热重分析法(TG)、X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和电化学测试对材料的晶体结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征。结果表明材料具有良好的层状结构,球形颗粒粒径约10μm;在30℃下,2.5~4.3 V循环,以20 m A/g放电,首次比容量达186.3 m Ah/g,循环50次后容量保持率为84.1%。     

LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备及Li_3PO_4的表面包覆改性研究

通过改进前驱体共沉淀工艺,促使Ni~(2+)、Co~(2+)和Al~(3+)的反应历程都包括络合和沉淀两种平衡,得到均质前驱体Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_(2.05);通过在LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2表面包覆质量分数1%Li_3PO_4,材料的循环性能得到较大改善,尤其是60℃下的高温循环性能,1 C循环50次后依然有88.4%的容量保持率;同时材料的倍率性能也得到较大改善,5 C/1 C85%;制备与改性方法适合商业化生产。     

水杨酸钠和氨水作为络合剂合成LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料

同时采用水杨酸钠和氨水作为络合剂,通过共沉淀控制结晶法合成了Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2前驱体,然后在750℃下烧结,制备出锂离子电池正极材料LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2。通过对混合硫酸盐溶液及Ni-Co-Al-C_7H_5O_3Na-NH_3-H_2O平衡体系作热力学计算分析,结果表明:在混合盐溶液中,Al~(3+)几乎完全被水杨酸根离子络合,在混合盐溶液泵入底液后,又能缓慢释放出Al~(3+)参与共沉淀反应;在共沉淀反应的最佳范围pH=10~11.5,最佳氨水浓度c(NH3)=0.1~0.3 mol/L范围内获得球形Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2前驱体,以该前躯体合成LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料,0.2 C首次放电比容量达175.1 mAh/g,70次循环后容量保持率为86.7%,具有优异的循环性能。     

LiTiO2包覆对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料的影响

采用共沉淀法制备Ni0.8 Co0.15 Al0.05(OH)2三元前驱体,与LiOH·H2 O球磨混合后,通过高温固相法烧结制备LiNi0.8 Co0.15Al0.05O2(NCA)正极材料,探究LiTiO2包覆量(0、0.2％、0.5％、1.0％)对LiTiO2包覆的Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)1-xO2正极材料性能的影响.通过XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)、电化学阻抗谱(EIS)及充放电测试等,分析材料的结构、形貌及电化学性能.LiTiO2包覆在NCA材料表面,当包覆量为0.5％时,电化学性能最佳.在2.8～4.2 V充放电,1.0 C倍率的首次放电比容量达182.3 mAh/g,循环200次的容量保持率为76.4％;10.0 C倍率的放电比容量为141.3 mAh/g.     

陶瓷隔膜对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C电池性能的影响

以聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)/PP复合隔膜为基膜,研究单面涂覆陶瓷层(12 μm干法基膜+4μm单面陶瓷层)和双面涂覆陶瓷层(12 μm干法基膜+2 μm双面陶瓷层)制作的陶瓷隔膜对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C体系锂离子电池性能的影响.用SEM、电化学阻抗谱(EIS)测试分析隔膜的微孔形貌、透气度...     

LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料的电化学与热稳定性改善

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)面临着成本和安全稳定性挑战,为了降低成本,提高NCA的电化学与热稳定性能,加入Li Mn_2O_4(LMO)和LiFePO_4(LFP)制备成混合正极材料LMO/LFP/NCA。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)测试电化学性能,使用差示扫描量热仪(DS C)测试了热稳定性。结果表明:简单物理混合后,NCA颗粒形貌保持完整,小颗粒的LMO和LFP材料均匀地分散在NCA二次颗粒表面和NCA颗粒之间的空隙中。所制备的混合正极材料LMO/LFP/NCA在45℃下循环50圈容量保持率为81.2%,明显优于单组分NCA材料(70.3%),热稳定性提高了16℃。说明LMO和LFP的加入,可以改善NCA正极材料的循环性能与热稳定性。     

锂源及生产工艺对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2性能的影响

采用高温固相法合成镍钴铝三元正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,考察了以氢氧化锂和硝酸锂为锂源制备的材料的物理性能、微观形貌及电化学性能。通过对合成工艺的精细控制,可以制得残碱量、悬浮液pH值低的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。以硝酸锂为锂源,在800℃、10 h条件下制备的产物,在3.0~4.3 V放电,1 C首次放电比容量为172.7 mAh/g,循环100次的容量保持率为92.1%。     

LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)三元正极材料氧化物包覆改性研究进展

高镍LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2因其具有理论比容量高、稳定性好,对环境友好等优势而成为一种非常有前景的三元正极材料。但较高的镍含量更容易造成阳离子混排、相变导致热稳定性降低、材料表面具有高的反应活性和容易在材料表面产生微裂纹,致使材料稳定性和循环性能随之降低,严重制约了其商业化应用,因而需要采取一定措施提高其稳定性。氧化物对其进行表面包覆改性可显著改善正极材料的电化学性能,减轻与电解液的副反应并提高充放电状态下的热稳定性。本文综述了氧化物对三元材料改性方面的最新研究进展,并对其应用前景进行了展望。     

Al_2O_3包覆LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的结构和性能

用溶胶-凝胶法在前驱体表面包覆AlOOH,与LiOH·H2O烧结成Al2O3包覆LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,对产物进行XRD、SEM及电化学性能分析。AlOOH均匀地包覆在前驱体表面,烧结产物为典型的α-NaFeO2层状结构。Al2O3包覆可降低LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的表面活性,减少与电解液的副反应,提高稳定性并改善高电压、高温循环及高温贮存性能。包覆产物以0.2 C(35 mA/g)在2.7~4.5 V(25℃)、2.7~4.2 V(55℃)循环,首次放电比容量分别为203.2 mAh/g、182.0 mAh/g,第50次循环的容量保持率分别为88.10%、89.07%;高温贮存240 h后的容量保持率和恢复率分别为91.83%和97.74%。     

镍钴铝酸锂锂离子圆柱电池研制

基于市场前景较好而国内研究还不成熟的镍钴铝酸锂材料进行开发,开发型号为18650型锂离子电池,设计容量为2 980 m Ah。研究了三款Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2材料,分别为日本产的NAT7150和503LP,中国台湾产的LNC-190。扫描电子显微镜(SEM)检测显示NAT7150和503LP包覆致密度较高,呈球状,LNC-190表面呈鳞片状,均无团聚现象。理化性能检测结果显示粉体材料中NAT7150粒度分布最小,比表面积也最小,压实密度最小,503LP粒度分布最广,碱性最弱,而LNC-190比表面积最大,碱性最强,并且具有最高的压实密度。三款材料0.2 C放电比容量在176~178m Ah/g,差别较小;首次库仑效率在85%~88%。从常温以及45℃循环结果看,LNC-190循环性能较差,均出现了跳水现象,分析是由于材料对电解液的吸收较困难,导致离子传输通道受阻;NAT7150和503LP颗粒度与比表面积适宜,并且粉体具有较低的碱性值,因此两款材料均表现出较好的电性能,从循环趋势上看完全可以满足于GB/T18287-2013的循环要求。     

LiNi0.8Co0.2O2的制备及性能研究

用共沉淀法合成了球形Ni0.8Co0.2(OH)2,然后将其与LiOH·H2O混合后在不同高温合成条件下制得LiNi0.8Co0.2O2。系统地研究了保温时间、Li/(Ni Co)配比、焙烧温度对合成的Li-Ni0.8Co0.2O2材料的电化学性能的影响。电化学充放电循环测试结果表明:在优化条件下制得的LiNi0.8Co0.2O2材料表现出优良的电化学性能,其首次充电容量达到219.3mAh/g,首次放电容量达到195.4mAh/g,首次充放电效率89.1%,循环20次后放电容量仍能保持在185mAh/g。     

LiCoO2/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2混合正极材料过充电行为研究

采用质量比为50∶50的钴酸锂和镍钴铝锂制成混合正极材料,并对其充放电曲线特征和耐过充电性能进行了研究。结果表明：与单一钴酸锂材料相比,混合材料中的镍钴铝锂在充放电过程中先主要被充电,而放电过程中,钴酸锂先主要被放电;当电池过充电4.8 V后,混合材料表现出较优异的耐过充性能。     

锂离子电池正极材料LiNi0.8 Co0.2 O2的研究进展

综述了LiNi0.8co0.2O2的研究进展.对固相法、共沉淀法、溶胶.凝胶法、络合法、电解法和共熔直接混合法等制备方法进行了介绍;对高温稳定性、循环稳定性和首次充放电容量等电化学性能的改善进行了总结.     

烧结温度对LiNi0.8Co0.2O2电化学性能的影响

采用共沉淀法合成正极材料LiNi0.8Co0.2O2,通过TG、XRD、循环伏安和充放电测试考察烧结温度对材料的影响。LiNi0.8Co0.2O2的结构和性能对烧结温度敏感,在空气气氛下第一、二段焙烧温度分别为700℃、750℃的产物,具有良好的α-NaFeO2层状结构,以0.2C在2.7~4.3V循环,首次放电比容量为152.2 mAh/g,第20次循环的容量保持率为86.5%。     

LiNi0.8Co0.2O2的合成和电化学性能研究

在氧气气氛下,以乙酸盐为原料,以柠檬酸为螯合剂,用溶胶凝胶法制备出了锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2。研究了不同合成温度和Li/(Ni Co)配比对材料的结构和电化学性能的影响。XRD检测结果表明:合成温度为750℃、合成时间为18h、Li/(Ni Co)=1.10的正极材料LiNi0.8Co0.2O2具有完整的晶型结构;充放电性能测试结果表明,该材料在0.5C下,首次充放电容量分别为230.0m Ah/g和192.6m Ah/g,首次充放电效率为83.73%,经过50次循环仍有170.5m Ah g/,容量保持率为90.87%。     

Co、Mn包覆镍基材料LiNi0.90CO0.05Mn0.05O2的烧结温度与性能研究

采用化学共沉淀法,即将Co、Mn氢氧化物包覆球形Ni(OH)2合成了正极材料LiNi0.90Co0.05Mn0.05O2的前驱体,利用该前驱体和氢氧化锂球磨混匀后,高温焙烧,合成了Co、Mn包覆镍基三元正极材料LiNi0.90Co0.05Mn0.05O2,分析了烧结温度对结构、形貌、性能的影响.研究表明:720℃烧结的LiNi0.90Co0.05Mn0.05O2性能最佳,在25℃,2.75-4.2 V,1 C充放电条件下,具有160～180 mAh/g的比容量;循环300次,其容量保持率为100.7%.