核壳结构锂离子电池正极材料磷酸钒锂研究进展

锂离子电池因其具有的优点而得到广泛应用,锂离子电池材料也得到深入研究,其中聚阴离子型正极材料磷酸钒锂受到了较多关注.制备具有核壳结构的复合正极材料可改善其固有的缺陷并提高电极的电化学性能,对这种核壳结构复合材料的结构、制备及特点进行了综述,指出了其今后发展的方向.     

锂离子电池多元复合正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

介绍了一种新型锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的研究概况,分析了该材料的结构特点和电化学性质,总结了三元材料的主要制备方法,以及如何利用掺杂和包覆对其进行改性,以提高其性能,并指出了三元材料的发展前景和今后的研究方向.     

离子掺杂和碳修饰对Li_2FeSiO_4结构和性能的影响

采用高温固相反应方法合成锂离子电池正极Li_2Fe_(1-x-y)Mn_xNi_ySiO_4/C复合材料,并采用X-ray线衍射、扫描电子显微镜和电化学分析方法,研究了Ni和Mn离子共掺杂及碳修饰复合改性对复合材料结构和性能的影响。结果表明,复合改性没有对材料的晶体结构造成改变,镍锰离子共掺杂和表面碳包覆能有效提高材料的比容量和循环性能;以C/32倍率充放电,复合掺杂得到的Li_2Fe_(0.6)Mn_(0.2)Ni_(0.2)SiO_4/C材料样品的电化学性能最优,根据实测结果,该复合材料的首次放电比容量达到149 m Ah·g~(-1),充放电循环10次以后容量保持率仍有95.3%。     

高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成与改性

LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2是一种具有高能量密度的锂离子电池正极材料,但实际应用中的循环性能不佳、热稳定性差等缺陷亟待改善。本研究通过高温固相反应法制备了LiNi_(0.8)-Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2材料,并采用H_3BO_3对其进行包覆改性。扫描电镜(SEM)显示包覆热处理后正极材料表面形成了一层不均匀絮状包覆物,X射线光电子能谱(XPS)测试显示该包覆物为LiBO_2和Li_2B_4O_7的混合物。电化学测试表明包覆物有效减缓了循环过程中的阻抗增加,显著提升了正极材料的容量与循环性能,其中0.5%包覆的正极材料0.2 C首次放电容量达到195.9 mAh·g~(-1),1 C循环100周后容量保持率达到88.7%。     

Al_2O_3包覆对富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2的电化学性能影响

采用水热法合成富锂三元正极材料,探究了最佳包覆比例下Al_2O_3包覆对材料的电化学性能影响.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了富锂三元正极材料的表面形貌和结构,通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)技术分析了材料电化学性的影响因素.结果表明,通过异丙醇铝水解制得了氧化铝包覆层,提高了材料的比容量,稳定了材料的结构.     

掺杂元素Co、Cr、La对尖晶石型锰酸锂电化学性能的影响

采用高温固相法合成了掺杂Co、Cr、La元素的尖晶石型锰酸锂Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4电池材料;X射线衍射(XRD)表征所合成的产物呈现出良好的尖晶石型结构材料;扫描电子显微镜(SEM)显示合成材料均具有良好的粒径分布(2~3μm)及外貌。以该活性物质作为锂离子电池正极材料,经充放电测试研究表明:掺杂的尖晶石型锰酸锂正极材料Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4能够更好地抑制尖晶石型锰酸锂材料的可逆容量在充放电过程中的衰减,循环性能有了很大改善,表现出更好的电化学可逆特性,100次循环后放电容量仍能保持初始容量的95%以上。作为锂离子电池正极材料LiCoO2的替代材料,该研究为锰酸锂尖晶石型正极材料的改性提供了一种新方法。     

掺杂元素Co、Cr、La对尖晶石型锰酸锂电化学性能的影响

采用高温固相法合成了掺杂Co、Cr、La元素的尖晶石型锰酸锂Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4电池材料;X射线衍射（XRD）表征所合成的产物呈现出良好的尖晶石型结构材料;扫描电子显微镜（SEM）显示合成材料均具有良好的粒径分布（2～3μm）及外貌.以该活性物质作为锂离子电池正极材料,经充放电测试研究表明：掺杂的尖晶石型锰酸锂正极材料Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4能够更好地抑制尖晶石型锰酸锂材料的可逆容量在充放电过程中的衰减,循环性能有了很大改善,表现出更好的电化学可逆特性,100次循环后放电容量仍能保持初始容量的95%以上.作为锂离子电池正极材料LiCoO2的替代材料,该研究为锰酸锂尖晶石型正极材料的改性提供了一种新方法.     

过硫酸铵表面处理对富锂锰基正极材料电化学性能的影响

为了提高锂离子电池富锂锰基正极材料的电化学性能,尤其是倍率性能,采用过硫酸铵作为处理剂对富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2进行表面处理,诱发化学预活化,形成有利于锂离子迁移的表面尖晶石结构。电化学测试结果显示,当过硫酸铵与Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2质量比为1:5时,经过硫酸铵表面处理后的正极表现出优异的电化学性能:0.2 C下放电容量为257.1 mAh/g,首圈库伦效率高达96.8%, 3 C大倍率下放电容量仍达到157.2 mAh/g。交流阻抗测试结果表明,适量过硫酸铵处理之后材料的界面电荷转移阻抗显著降低,导致锂离子界面迁移速率加快,表现出良好的倍率性能。这种简单易行的改性方法为实现富锂锰基正极在动力锂离子电池领域的应用提供了新思路。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)的掺杂改性研究

采用共沉淀法和成LiNi0.8Co0.2O2,探讨影响锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2电化学性能及结构的因素.为了提高材料的电化学性能,对材料进行了掺杂改性的研究,分别掺入Al、Mn、Mg和Fe四种元素.通过在2.8～4.2V范围内的充放电测试分析,掺入Mn的正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2具有最高的放电比容量以及最低的容量损失,其首次放电容量为168.84 mAh/g,十次循环后的放电容量为166.9 mAh/g.     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的改性研究

磷酸钒锂被认为是最有潜力的锂离子电池正极材料之一,具有理论比容量高、循环性能好、工作电压高等优点。但是,较低的电子电导率和离子传导率限制了它的应用。通过碳包覆、金属离子掺杂、纳米化、控制形貌等改性方法可以大大提高其电化学性能。本文综述了以上几种改性方法的研究进展,同时对磷酸钒锂的应用前景进行了展望。     

锂离子电池高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2研究进展

锂离子电池具有循环寿命高、无记忆效应等优点,?被广泛应用于电子消费产品及电动汽车等诸多领域.伴随着国内电动汽车的快速发展,?对锂离子电池的能量密度、安全性能、成本、热稳定性、循环寿命等提出了更高的要求.电池性能的提升取决于电极材料的改善,?而正极材料作为锂离子电池的核心组成部分,?将直接影响整个电池的性能.高镍三元正极...     

钛酸锂作为锂离子电池负极材料的改性进展

钛酸锂因零应变特性已成为性能优异的锂离子电池负极材料,但导电性差和锂离子扩散率低等问题限制了其广泛应用.在介绍钛酸锂主要制备方法的基础上综述了国内外对于该材料作为锂离子电池负极材料的改性方法,包括体相内的金属离子掺杂、碳包覆和氮化处理等表面改性手段以及材料粒子的大小和形貌控制等.除了体相内锂位的掺杂对材料性能提升不明显外,导电层包覆和颗粒纳米化对材料性能都有较大的提高,因此对于钛酸锂体相内氧位或锂位的掺杂是比较有价值的研究方向.要同时提高材料的离子导电率和电子导电率必须从多个方面综合考虑和设计.     

Advances of graphene application in electrode materials for lithium ion batteries

The demands for better energy storage devices due to fast development of electric vehicles(EVs) have raised increasing attention on lithium ion batteries(LIBs) with high power and energy densities. In this paper, we provide an overview of recent progress in graphene-based electrode materials. Graphene with its great electrical conductivity and mechanical properties have apparently improved the performance of traditional electrode materials. The methods and electrochemical properties of advanced graphene composite as cathode and anode for LIBs are reviewed. Two novel kinds of graphene hybrid materials are specially highlighted: three-dimensional porous and flexible binder-free graphene-based materials. Challenges for LIBs and future research trend in the development of high-performance electrode materials are further discussed.     

锂离子电池正极材料表面包覆MgO的研究

锂离子电池正极材料和电解液之间的恶性相互作用是引起正极材料和电池性能劣化的重要原因.实验研究了在锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4上包覆MgO来改善材料在循环过程中容量衰减过快的问题.研究表明,MgO包覆层的存在减少了正极材料与电解液的直接接触,阻止了电解液对材料的侵蚀,从而有效地改善了材料的循环性能.     

煤基碳负极材料在锂离子电池中的应用研究进展

随着碳达峰、碳中和成为全球共识,电化学储能技术和相关产业得到了飞速发展,与此同时电极材料的需求也与日俱增。因此,如何利用来源广泛、成本低廉的前驱体制备高性能负极材料成为国内外研究的热点。煤炭因具有碳含量高、储量丰富和价格低廉等特点成为最有潜力的负极材料前驱体。近年来,研究者以煤炭为原料制备了无定型碳、石墨、碳纳米管和石墨烯等负极材料,并对其在锂离子电池中的应用进行了深入研究。总结了三类典型的煤基碳负极材料在锂离子电池中应用的研究进展,并对其合成方法、优化改性及电化学性能等方面进行了综述,最后对煤基碳负极材料的发展及应用进行了展望。     

高能球磨在锂离子电池负极储锂材料改性中的应用进展

近年来, 随着便携式电子电气设备的发展, 人们对锂离子电池负极的储锂性能和循环稳定性等有了更高的 要求。石墨作为目前商业化程度最高的锂离子电池负极材料, 有着成本低、性能稳定、环境友好等优点, 但同时也存 在比容量低、石墨片层剥落削减使用寿命等缺点, 不足以满足新一代高能量新能源设备的要求。为解决这一问题, 研究学者们在对以石墨为主导的负极进行改性的同时, 也探索着硅基、锡基、过渡态金属化合物等大容量、高性能 材料在锂离子电池负极的应用。在高能球磨法的基础上, 综述其在锂离子电池负极储锂材料改性中的应用研究进 展, 提出高能球磨法在改性锂离子电池负极储锂材料领域的应用建议, 并对锂离子电池负极改性技术的发展趋势进 行展望。     

钠离子电池正极材料研究进展

面对化石燃料日益枯竭、锂资源短缺等问题,钠离子电池以资源丰富、理论成本低、快充性能好、低温性能优异等优势被认为是发展新能源、大规模储能和低速电动交通工具中具有较大潜力的二次电池。钠离子电池正极材料是影响电池能量密度、循环性能、倍率性能等参数的重要因素之一,钠离子电池正极材料包括过渡金属氧化物、聚阴离子类化合物、普鲁士蓝类化合物和有机类化合物。总结并介绍了钠离子正极材料,概括了钠离子电池的优劣势,分析了各类正极材料的自身特性和研究方向,对钠离子电池正极材料的发展方向进行了展望。     

用于锂硫电池正极的生物质碳材料制备与应用

当前市场对于新一代高能量密度的电池需求日益迫切,锂硫电池作为最有前景的二次电池之一,其正极材料的研究广受关注。而生物质为前驱体的碳材料因其来源广泛易制备、环境友好性能高而不断被应用到锂硫电池正极材料的研究中。介绍了正极材料的研究现状,制备生物质基碳材料的主要方法,不同制备因素对于生物质碳材料的影响以及在锂硫电池中性能的影响;介绍了生物质碳材料结合目前正极材料的改进措施的实例;最后对生物质碳材料在锂硫电池正极未来的发展方向提出了思考。     

锂电池混合盐体系的界面作用及研究进展

为进一步提升锂电池的能量密度,解决常规单盐电解质存在的热稳定性差、电导率低、锂枝晶等问题,发展新型混合盐电解质成为锂电池电解质重要的研究方向之一,锂盐的混合可以改变溶液离子电导率、锂离子溶解度、黏度等性质,通过对电极/电解质界面以及电极材料表界面的影响来改善电池电化学性能.本文收集整理国内外最新研究文献,综述了锂电池混...     

Mechanism of Capacity Fading Caused by Mn(Ⅱ) Deposition on Anodes for Spinel Lithium Manganese Oxide Cell

The capacity fade of spinel lithium manganese oxide in lithium-ion batteries is a bottleneck challenge for the large-scale application.The traditional opinion is that Mn(Ⅱ) ions in the anode are reduced to the metallic manganese that helps for catalyzing electrolyte decomposition.This could poison and damage the solid electrolyte interface(SEI) film,leading to the the capacity fade in Li-ion batteries.We propose a new mechanism that Mn(Ⅱ) deposites at the anode hinders and/or blocks the intercalation/de-intercalation of lithium ions,which leads to the capacity fade in Li-ion batteries.Based on the new mechanism assumption,a kind of new structure with core-shell characteristic is designed to inhabit manganese ion dissolution,thus improving electrochemical cycle performance of the cell.By the way,this mechanism hypothesis is also supported by the results of these experiments.The LiMn_(2-x)Ti_xO_4 shell layer enhances cathode resistance to corrosion attack and effectively suppresses dissolution of Mn,then improves battery cycle performance with LiMn_2O_4 cathode,even at high rate and elevated temperature.