锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的性能研究(Ⅰ)

采用共沉淀法和高温固相烧结相结合,合成了锂离子电池层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。采用ICP-AES元素分析方法、XRD和SEM对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的成分、结构和形貌进行了表征。SEM测试结果表明,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的形貌近似为球形,且颗粒分布均匀。并对其进行了充放电性能测试,结果表明:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在25℃、2.5～4.6 V、0.1 C倍率下,首次放电容量达189.32 mAh.g-1(锂为负极),C/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在1 C、2.75～4.2 V下,初始放电比容量为145.5 mAh/g,循环100次后,容量保持率为98.41%。是一种有发展前景的锂离子电池正极材料。     

环氧树脂辅助制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其储锂性能

采用环氧树脂来均匀分散Li~+,Co~(2+),Mn~(2+)和Ni~(2+),并通过环氧树脂低温固化来维持离子均匀分散,续以空气中充分煅烧制备LiNi1/3Co_(1/3)Mn_(1/3)O2材料。电化学研究显示,850℃下制得的材料具有更好的充放电性能,0.2℃倍率下的首次充放电容量分别达到186.4和135.1mAh·g~(-1)。     

锂电子电池材料LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2的制备方法

LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2作为一种新型的锂离子电池正极材料,其理论容量高达278mAh.g^-1,具有a—NaFeO2型层状结构,制备方法主要高温固相合成法、共沉淀法、流变相反应法、溶胶-凝胶法等,文章对制备方法进行了重点沦述,讨论了相应的电化学性能、结构特征和目前存在的问题,并对层状LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2正极材料的发展进行了展望。     

MgF2包覆对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

通过浸渍法在正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的表面包覆MgF2,通过XRD、SEM、交流阻抗（EIS）分析、充放电测试研究了不同量MgF2包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构与电化学性能的影响。结果表明,MgF2以非晶态形式包覆于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料颗粒的表面,当包覆量为3%（物质的量分数,下同）时,三元正极材料具有优良的电化学性能,在3.0~4.6 V充放电范围内0.1C充放电倍率下,首次放电比容量为196.3 mA·h/g,1C循环50次后容量保持率为95.7%,55 ℃高温下1C循环50次后容量保持率为93.3%。     

K+掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的制备及电化学性能研究

锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂具有放电比容量大、热稳定性好、成本低、安全性能好等优点,但其倍率性能有待进一步提升。本文采用水热法制备了K⁺掺杂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料LNCM-xK。通过X射线衍射谱、场发射扫描电镜和X射线光电子能谱表征LNCM-xK的形貌和结构,通过电化学工作站和蓝电测试系统测试其电化学性能。结果表明:K⁺掺杂能有效降低阳离子混排程度,改善LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料的电化学性能,其中当x=0.125时K⁺掺杂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂样品(LNCM-0.125K)阳离子混排程度最低;LNCM-0.125K样品电化学性能最佳,0.2 C下50次循环后容量保持率为96.15%;在不同电流密度(0.2 C,0.5 C,1 C,2 C,5 C)下进行倍率性能测试,连续充放电30次后LNCM-0.125K样品容量保持率为97.00%。     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2研究进展

层状结构材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有高比容量、高循环性能、低成本和环保等优点,有望取代LiCoO2成为新一代锂离子电池正极材料。在介绍LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构特点和电化学反应特性的基础上,对其主要合成方法进行了详细评述,总结了该正极材料的阴阳离子掺杂、复合离子掺杂以及表面包覆改性等技术,指出国内外目前锂离子电池材料研究中存在的问题和未来的发展方向。     

棒状结构的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成及研究

用VGCF为模板,用共沉淀方法辅助合成了棒状结构的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2。通过X-射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征,并研究了其电化学性能。结果表明:该材料为棒状且表面多孔,并表现出了良好的电化学性能。在0. 2 C(1 C=170 m A/g)的电流密度下,其容量为160 m Ah/g以上,在1 C下经过250个循环后容量仍然有115. 2 m Ah/g,对于制备其他棒状结构的锂离子正极材料提供了一定的借鉴。     

正极材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的制备与电化学性能

采用固相法和沉淀法合成了锂离子电池正极材料LiCo1／3Ni1／3Mn1／3O2探讨了合成温度、不同合成方法对材料的电化学性能的影响。利用充放电测试、循环伏安测试方法对合成的LiCo1／3Ni1／3Mn1／3O2进行了表征。结果表明,固相法900℃煅烧合成的材料电化学性能较好,沉淀法合成的材料电化学性能最好,以10．0mA／g的电流充放电,首次放电比容量为576．0C／g,循环50次后放电比容量仍保持501．5C／g。以100．0mA／g的大电流放电,放电比容量达到430．2C／g。     

不同铝源对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的包覆改性研究

分别以纳米氧化铝、氢氧化铝及异丙醇铝为原料,采用液相浸渍法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料进行氧化铝包覆,考察不同包覆源在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料表面进行氧化铝包覆后对材料电化学性能的影响。SEM及XRD结果显示,产物为层状α-NaFeO2结构,氧化铝均匀包覆在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料表面。充放电性能测试结果表明,在3种铝源中,以异丙醇铝为包覆源的材料性能最佳：在3.0~4.6 V的电压下,0.1 C倍率下首次放电比容量为196.1 mA·h/g, 1 C下循环50周后容量保持率为95.6%。     

锂镍钴锰氧正极材料的热聚合法制备及性能表征研究

经过几十年的发展,锂离子电池由于其在能量密度、循环寿命等方面的优势,在小心电子产品上获得了广泛的应用。在目前的商业化锂离子电池产业中,应用最广泛的正极材料是由Good enough等开发的LiCoO2材料,但是其有毒、热稳定性差等特点,导致其难以得到进一步的应用。因此,通过开发他们的复合材料成为了锂离子电池正极材料开发的主要研究方向之一。论文主要对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的热聚合法制备及性能表征进行了一定的研究。     

An ultrafast synthesis method of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathodes by flash/field‐assisted sintering

LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ as a promising cathode material in lithium‐ion batteries was synthesized by flash/field‐assisted sintering technique for the first time. This study showed that the current‐limited synthesis of LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ could be carried out at temperatures less than 400°C for only 8 minutes, compared with the conventional pressureless sintering at 850°C for 12 hours. X‐ray diffraction results showed the phase evolution from precursor mixtures to the final LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ products during flash/field‐assisted sintering process and a well‐layered structure without undesirable cation mixing in the as‐formed LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂. Combined with the lowered sintering temperatures and reduced sintering time, the excellent electrochemical performance of flash/field‐assisted sintered LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ materials suggested that this technique could be an energy‐efficient approach for the synthesis of lithium‐ion battery cathode materials and other materials requiring high‐temperature heat treatment.     

锂离子正极材料LiNi_(0.8)Mn_(0.1)Co_(0.1)O_2的制备及其性能研究

以尿素为沉淀剂,以乙二醇为溶剂,通过溶剂热法制备出多级前躯体Ni0.8Mn0.1Co0.1CO3,通过焙烧该前躯体和LiOH·H2O的混合物制备出高比容量的锂离子正极材料LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。采用XRD、FESEM及恒流充放电测试对材料的结构、形貌和电化学进行表征,结果表明,合成的产物形貌均一,有高结晶度。在0.1 C倍率下,放电比容量为194.6 mAh g-1;当放电倍率提高到2.0 C时,该材料仍然具有78.4mAhg-1的放电比容量,并且该材料在各个倍率下具有良好的稳定性。在1.0 C的放电倍率下,经过50次循环,放电容量保持率为92.5%。     

金属离子浓度对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2材料结构及电化学性能影响研究

采用液相共沉淀+高温煅烧法制备正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2,利用XRD、SEM及恒电流充放电等等分析手段,研究不同金属离子浓度合成镍钴锰酸锂前驱体对最终产品晶体结构、形貌及其电化学性能的影响。结果表明:金属离子浓度为2.0 mol/L时,所制备材料晶型层状结构发育完整,粒径分布均匀,球形度高且表面光滑,材料首次放电比容量达172.5 mAh/g,首次库伦效率为90.84%。     

High tap density of Ni3(PO4)2 coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 with enhanced cycling performance at high cut-off voltage

The LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 is first obtained by the control ed crystallization method and then coated with Ni3(PO4)2 particles. The effects of the coating on rate capability and cycle life at high cut-off voltage are investigated by elec-trochemical impedance spectroscopy and galvanostatic measurements. The element ratio of Ni:Mn:Co is tested by inductively-coupled plasma spectrometer (ICP) analysis and it testified to be 1:1:1. It is indicated that Ni3(PO4)2-coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 has an outstanding capacity retention, where 99%capacity retention is maintained after 10 cycles at 5C discharge rate between 2.7 V and 4.6 V. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) results show that the current exchange density i0 of the coated sample is higher than that of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, which is beneficial to its electrochemical performances. All the conclusions show that the Ni3(PO4)2 coating can prominently enhance the high rate performance of the LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, especially at high cut-off voltage.     

共沉淀法制备Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2及电化学性能研究

采用NH3-NaOH共沉淀法合成了L[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2正极材料,通过改变NH3·H2O浓度及加料方式研究材料的电化学性能.采用XRD、SEM对晶体的结构和形貌作表征.将正极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2制成电极极片,组装成电池进行测试.分析测试结果表明,合成的极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2具有典型的α-NaFeO2结构,粒径分布较好,呈类球形.