5V锂离子电池尖晶石正极材料LiM0.5Mn1.5O4的研究评述

评述了锂离子电池锰酸锂正极材料的重要性，介绍了3d．过渡金属离子（Cr^3＋，Ni^2＋，Cu^2＋，Fe^3＋）掺杂在锰酸锂正极材料中的应用。研究了3d-过渡金属离子掺杂对锰酸锂正极材料结构和电化学性能的影响，并提出了其影响锂离子电池充放电和循环性能的机制。展望了3d-过渡金属离子掺杂在锂离子电池锰酸锂正极材料中的发展前景，并指出LiM0.5Mn1.5O4是非常有应用前景的5V锂离子电池正极材料。     

锂离子电池用锰酸锂(LiMn_2O_4)的研究与发展

详细论述了近年来用作锂离子电池正极材料的尖晶石型锰酸锂(LiMn_2O_4)的制备方法,以及国内外对锰酸锂正极材料通过包覆、镀膜等表面处理和掺杂金属离子、非金属离子及阴-阳离子复合掺杂等方法进行改性的研究。探讨了这些改性方法提高LiMn_2O_4正极材料电化学性能的机制。表面处理和掺杂提高了锰酸锂的循环性能,但会使其初始容量下降,因此要对不同的正极材料进行混合。最后提出了尖晶石型锰酸锂正极材料的主要发展方向。     

锂离子电池及相关材料进展

新能源技术对人类社会未来可持续发展至关重要,锂离子电池可望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能的储存。电动汽车电池还面临重量、体积、寿命、安全、成本和系统可靠性等诸方面的挑战。评述了钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂等正极材料;石墨、钛酸锂等负极材料;电解质材料和隔膜材料等的研究和应用,重点介绍了正极材料的掺杂和表面修饰改性技术。并对电池技术的进步和新一代锂离子电池应用于电动车辆和智能电网的前景进行了展望。     

尖晶石锰酸锂制备及其电化学性能的研究

锰酸锂被认为是取代商品锂离子电池正极材料LiCoO2的候选材料,以二氧化锰、碳酸锂为原料,在空气气氛下进行烧结,控制烧结温度和时间,制备锂离子电池正极材料锰酸锂。用X射线衍射仪、电子扫描电镜对产物的结构特征、微观表面形貌和恒流充放电性能进行了表征。结果表明:所制得的正极材料为尖晶石型锰酸锂,结晶度高、无杂质相、材料颗粒的粒径均匀,首次充放电比容量为117.3 mAh/g(0.2C,3.3～4.4V);50次循环后,放电比容量为107.9 mAh/g,不可逆容量损失为9.4 mAh/g,比容量保持率为92.0%,得到了很好的综合电化学性能。     

锂离子电池LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2废料直接回收及材料再生性能

通过直接热处理以及补充锂元素二次烧结的方法对锂离子电池三元镍钴锰废料进行回收,并将其重新作为锂离子电池正极材料进行应用。采用扫描电镜、红外光谱、热重、电感耦合等离子体以及电化学测试等方法对材料性能进行检测。结果表明:温度高于700℃时可以有效去除报废材料中的PVDF,高温烧结可以一定程度上修复材料容量,而通过补充锂元素进行二次烧结的方法可以有效恢复废料性能,具有商业应用价值。此方法工艺简单,可以为锂离子电池正极层状材料的回收提供参考。     

中国有色金属学会新能源材料发展工作委员会调研河南部分新能源材料企业

正【本刊讯】为深入了解锂离子电池正极材料等新能源材料企业的研发、生产及经营情况和技术支撑需求,打好服务新能源材料高校、科研院所与企业之间桥梁对接工作的基础,7月21日至24日,中国有色金属学会新能源材料发展工作委员会(以下简称"新能源材料工委会")先后到河南科隆新能源股份有限公司(以下简称"科隆新能源")、新乡天力锂能股份有限公司(以下简称"天力锂能")、多氟多新     

锂离子电池正极材料的组合化学设计及相变机理

将组合化学应用于功能电极材料开发 ,设计出锂离子电池正极材料三角形分子库。采用空间标码、高温固相平行合成法 ,以锂、钴、锰、镍 4种元素的化合物为原料 ,合成了锂离子二次电池的正极材料。以所测材料的充放电性能为筛选指标 ,成功地确定了电化学性能优良、组成构型一定的正极材料。实验中发现正极材料中因钴、镍、锰的配比不同而产生的相变现象 ,最后还讨论了材料的相变机理     

锂离子电池、材料及应用发展趋势

锂离子可充电电池需求量从2010年又恢复增长势头,全球销售总值为12730亿日元,2011年为13880亿日元,2012年为15030亿日元,分别比前一年增长9％和8．3％,2013年预计为16890亿日元,将增长12．4％。锂离子可充电电池材料包括正极、负极、电解液及绝缘层,其中正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂及镍酸锂,其销售值2010年为213000百万日元,2011年为256000百万日元,2012年为319000百万日元,分别比前一年增长20．2％和24．6％,2013年预计为408000百万日元,将增长27．9％。车载用锂离子可充电电池今后发展趋势是高容量、廉价、安全、使用过程性能稳定、维修费用低。     

报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料高温氢还原-湿法冶金联用回收有价金属

通过高温氢还原和湿法冶金联用的方法回收报废动力电池镍钴锰酸锂三元正极材料中的镍、钴、锰以及锂金属,并对其回收机理及工艺进行研究。结果表明:报废三元正极材料经过高温氢气还原后,在层状镍钴锰酸锂结构中的锂迁移到表面,变成LiOH、LiOH?H_2O和少量的Li2_CO_3;镍钴锰由之前的Co~(2+)、Ni~(3+)和Mn~(4+)分别还原成了Co~0、Ni~0和MnO,其在还原水洗后物料的表面相分别为Ni(OH)_2和Co(OH)_2及MnO;还原后的LiOH、LiOH?H_2O和少量的Li_2CO_3经过水浸、酸洗、沉淀后,可得纯度为99.5%的Li_2CO_3,实现了锂与镍、钴、锰的分离;还原后的镍、钴和MnO经过硫酸酸浸后,镍、钴和锰浸出率分别为96.88%、97.23%和99.78%。浸出后溶液经氧化沉淀及萃取分离,锰沉淀分离率为98.46%,萃取分离后氯化钴和氯化镍溶液杂质含量低于10 mg/L。     

三价铁合成LiFePO_4/C正极材料及其性能研究

橄榄石型LiFePO_4正极材料具有对环境友善、资源丰富、价格便宜和安全性能好等优点,被认为是非常具有发展前景的锂离子电池正极材料,然而由于自身晶体结构的本征特性,LiFePO_4的电导率低,高倍率充放电性能较差是限制其应用的最大障碍,通过碳包覆或金属离子掺杂等改性方法提高这种材料的电子导电率成为锂离子电池材料领域的研究热点.以提高电化学性能和更好的实现产业化为主要目的,对LiFePO_4材料的碳包覆和合成条件等进行了研究.以氧化铁为原料,采用碳热还原法合成锂离子电池正极材料LiFePO_4/C,利用扫描电镜和电化学性能测试方法对磷酸铁锂材料的表面形貌以及电性能进行分析研究,讨论了不同的煅烧温度、煅烧时间和掺碳量对材料电性能的影响.实验结果表明最佳合成工艺为:碳的包覆量为6%(质量分数),合成温度为720 ℃,保温时间为12 h,合成过程在惰性气氛下完成,合成的LiFePO_4/C复合正极材料在2.0～4.3 V,0.2 C倍率下的放电比容量可达160.56 mAh/g,0.5 C放电比容量可稳定在143 mAh/g左右,循环性能较好.     

氧化镍钴锂正极材料的合成及电化学性能研究

锂离子蓄电池是一种新型环保绿色电源 ,现已越来越得到人们的关注。氧化镍钴锂材料 (LiNixCo1 -xO2 )综合了LiNiO2 和LiCoO2各自的优点 ,现成为锂离子电池正极材料研究的新热点。我们采用高温固相合成和溶胶 -凝胶两种方法来制备氧化镍钴锂材料。通过选用不同原料及配比 ,对合成工艺进行优化。结果表明 :采用溶胶 -凝胶法制成的LiNi0 .8Co0 .2 O2 材料性能明显优于高温固相合成法 ,延长高温反应时间可以改善LiNi0 .8Co0 .2 O2 材料的性能。采用不同原料制成的LiNi0 .8Co0 .2 O2 材料性能有所差异 ,LiNi0 .8Co0 .2 O2 材料放电容量已经达到美国FMC公司水平     

Li-Mn-H2O系热力学分析

绘制了25.℃时Mn-H2O与Li-Mn-H2O系的ε-pH图, 并对锂离子电池用正极材料锰酸锂的湿化学制备以及溶液中锂的回收问题从热力学上进行了分析, 指出了可能的技术途径和对策; 计算发现, LiMn2O4完全或部分地占据了各种价态锰离子化合物的稳定区域, 在水溶液中的稳定性很好. 这对湿法制备LiMn2O4十分有利; 而LiMnO2的稳定性较差, 仅在溶液中维持较高锂离子浓度时才可存在. 湿法制备LiMnO2的条件较为苛刻; 对于从溶液中回收锂, 锰的固体氧化物如MnO2无疑是极佳的吸附剂, 理论上有很高的回收率. 吸附的锂宜采用提高溶液电势的方法进行氧化性解吸.     

环己苯对锰酸锂离子电池过充性能的影响

研究在电解液中添加环己基苯(CHB)对锰酸锂锂离子电池的防过充性能的影响,考察CHB的加入对电池循环性能及容量等的影响.并采用红外光谱和扫描电镜等方法分析正极产物及正极表面形貌,以确定添加剂的防过充机理.结果表明:在电解液中添加2%的CHB可明显提高锰酸锂电池的耐过充性能,在3C/10 v极端条件下,电池不起火不爆炸,循环100周后,容量保持率为93.22%,CHB的防过充机理为阻断机理.     

模拟废旧锂离子电池湿法冶金浸出液再生铝掺杂LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料

采用共沉淀法制备均相Al掺杂的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料,以利用Al对再生镍钴锰(NCM)正极材料的正面改性作用,并改善锂离子电池回收过程中繁琐和高成本的除杂过程.当浸出液中的Al3+含量为过渡金属(Ni、Co和Mn)总量的1％(摩尔分数)时,制备的Al掺杂NCM正极材料中晶格氧和Ni2+的浓度增加...     

锂离子电池正极材料LiMnO_2的表面修饰及电化学性能

运用热处理技术分别制备B2O3、CuO和FePO4包覆的LiMnO2锂离子电池正极材料。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的晶体结构和表观形貌进行分析,通过恒电流充放电以及电化学阻抗技术(EIS)分析其电化学性能。结果表明:包覆后材料的电化学阻抗与Warburge阻抗值有所增大,但包覆能有效抑制正极材料LiMnO2在电化学过程中锰的溶解,改善和提高材料的充放电循环性能和结构的稳定性。     

锂离子电池正极材料LiFePO4改性研究

介绍了LiFePO4正极材料的结构特点和反应机理,详细讨论了金属离子掺杂、碳包覆和控制活性材料的尺寸等改性研究对LiFePO4材料的电化学性能的影响.从而进一步优化高性能锂离子电池正极材料的改性过程,促进锂离子电池性能的改善.     

全球首部《锂离子电池企业安全生产规范》发布

正近日,中国化学与物理电源行业协会正式发布《锂离子电池企业安全生产规范》T/CIAPS0002-2017团体标准,于2018年1月1日起正式实施。据了解,该标准是国内外首次制定的专门针对锂离子电池安全生产的基础标准,主要内容包括基本要求、建筑安全设计规范、生产过程安全规范、电池测试四大部分,和四个规范性附录。该标准指出了锂离子电池行业存在的重大安全隐患,     

基于单体锂离子的电池安全技术在新能源汽车中的应用研究

锂离子电池在储能、电动能源等领域应用广泛,但锂离子电池在所应用的新能源汽车领域存在某些方面的安全问题,制约着商业化运用。提出通过单电池组生产和严格的质量控制提高汽车锂离子电池安全系数的具体措施,进一步研究了单体锂离子电池的正极材料、负极材料、隔膜、电解液以及电池壳体等方面的安全保护措施。结果表明：通过合理的系统设计以及克服电池本身的技术缺陷,能使新能源汽车的使用更加安全。     

第一性原理在锂硫电池正极材料中的应用

锂硫电池被广泛认为最具潜力的下一代储能体系,但是锂硫电池的技术瓶颈使其实用化过程遇到诸多困难。全球"材料基因组"计划的开展促进第一性原理在储能材料领域的广泛应用。综述近年来第一性原理在锂硫电池正极材料中的应用,从4个方面分析多硫化物的吸附作用、充放电机理、锂离子的扩散及电子结构对锂硫电池的穿梭效应、容量、循环稳定性等问题的影响。通过第一性原理计算将宏观性能与微观本质相关联,展望其在锂硫电池中的应用前景,为进一步设计硫正极材料提供参考。     

基于单体锂离子的电池安全技术在新能源汽车中的应用研究（英文）

锂离子电池在储能、电动能源等领域应用广泛,但锂离子电池在所应用的新能源汽车领域存在某些方面的安全问题,制约着商业化运用。提出通过单电池组生产和严格的质量控制提高汽车锂离子电池安全系数的具体措施,进一步研究了单体锂离子电池的正极材料、负极材料、隔膜、电解液以及电池壳体等方面的安全保护措施。结果表明:通过合理的系统设计以及克服电池本身的技术缺陷,能使新能源汽车的使用更加安全。