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。对以上球形正极材料的制备方法进行了归纳研究,希望能够为从事电池材料的研究者提供借鉴。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状

本文综述了锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的国内外研究现状,在分析尖晶石型LiMn2O4结构和其作为正极材料相关理论的基础上,阐述了合成技术,包括制备方法、合成温度、材料粒径等对LiMn2O4材料性能的影响;并就掺杂改性分析了选择合适的掺杂离子、掺杂量、合成工艺等对材料性能的影响。     

锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2的研究

低成本、高比容量的LiNi0.8Co0.2O2是取代已商品化锂电池正极材料LiCoO2的候选材料。用工业原料,通过共沉淀法(pH=11 2±0 05)合成了β Ni0.8Co0.2(OH)2,将其和LiOH·H2O混合,在空气中先后于650℃和750℃烧结8h和20h,制得具有良好层状结构的LiNi0.8Co0.2O2。用合成的材料制备电池,在0 2C、3 0～4 1V进行充放电实验,其放电平台在3 8V以上,首次放电容量超过170mA·h/g,10次循环后,放电容量还能保持在164mA·h/g左右,且库仑效率达到96%以上。     

锂离子电池高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的性能研究

富镍正极材料(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)具有高容量的优点,是锂离子电池正极材料最有潜力的材料之一。为确定最佳合成条件,本工作研究了合成温度对材料性能的影响,并详细分析了材料电化学性能衰减的原因以及循环过程中材料结构的变化。采用热重/差示扫描量热法(TG/DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对合成的正极材料进行了物化表征,并对其电化学性能进行测试。结果表明,在低温段500℃保温4 h,高温段750℃保温14 h合成的正极材料NCM750在0.2 C首次放电比容量为186.2 mAh/g,首次充放电效率为82.5%,1 C放电比容量为185.1 mAh/g,100次循环后仍有175.2 mAh/g,容量保持率为95.2%。在此条件下合成的材料具有结构稳定,粒径均匀,电化学性能优异等优点,本工作对富镍正极材料的合成及结构变化进行研究,有助于加深对材料的了解。     

钠离子电池层状正极材料Na0.67Mn0.67Ni0.13Fe0.13O2的制备及性能研究

为了研制出低成本、高性能的电池材料,选取价格低廉的Mn、Fe元素作为研究材料的主要组成元素,设计并合成了Na_0.67Mn_0.67Ni_0.13Fe_0.13O₂层状正极材料,研究了该材料的形貌、结构和电化学性能。X射线衍射测试结果表明Na_0.67Mn_0.67Ni_0.13Fe_0.13O₂材料具有纯的P2相结构。在2～4.3 V电压范围内进行恒电流充放电测试,0.5 C倍率下,材料的首周放电比容量为112.9 mAh·g^-1,经过100周循环后,放电比容量为79.1 mAh·g^-1,容量保持率为69.97%;在10 C高倍率下,首周放电比容量为80.42 mAh·g^-1,1000周循环后放电比容量达到42.11 mAh·g^-1,容量保持率为51.72%。材料展现出优秀的高倍率性能。     

制备工艺对氧化铝包裹铝复合材料性能的影响

采用非匀相沉淀法和常压烧结的方法制备出了Al2O3包裹Al复合陶瓷。研究了起始Al(NO3)3浓度、氨水滴定速度、反应体系pH值以及煅烧温度等工艺条件对包裹粉体性能的影响，同时对Al2O3／Al复合陶瓷的微观结构和性能进行了研究。结果表明，Al(NO3)3溶液浓度控制在0．2mol／L，滴定速度为25ml／min，反应体系pH值为8-9时可以获得团聚少、分散性好的re(OH)3包裹Al粉体，α-Al2O3的转变温度降至1000℃左右。Al2O3／Al复合陶瓷结构致密，包裹层中的Al2O3为500nm左右．复合材料的断裂韧性有显著提高。