改进固相法合成LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O_2正极材料及性能研究

采用固相法制备正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/透射电镜(TEM)分析材料的结构和形貌特征,用LAND电池测试系统测试材料的电化学性能(充放电容量和循环性能等)。以LiOH.H2O,H2C2O4.2H2O,Ni(AC)2.4H2O,Co(AC)2.4H2O和Mn(AC)2.4H2O为原料,采用固相法在不同煅烧温度和煅烧时间下制备的层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有典型的α-NaFeO2型层状结构特征,晶型结构完整。电化学性能测试结果表明,在850℃下保温15 h合成的正极材料电化学性能最优,在电流密度为120 mA/g、充放电电压在2.75~4.5 V时,经30次循环后放电比容量为163.5 mA.h/g,容量保持率为94%;50次循环后为157.2 mA.h/g,容量保持率为90.8%。     

碳包覆LiFePO_4正极材料的改进碳热固相法合成

使用改进的固相法,用LiOH·H2O、LiCO3作锂源,制备LiFePO4/C正极材料,得出使用氢氧化锂作为原料合成的产物电化学性能较好。以氢氧化锂为锂源,无水葡萄糖为碳前体,考察锂铁比、葡萄糖加入量、焙烧温度、焙烧时间四因素对LiFePO4正极材料电化学性能的影响。使用TG/DSC、XRD、SEM、充放电测试对合成产物进行结构及电化学性能分析。结果表明,焙烧温度对于产物的影响最大。锂铁比为1.05∶1,每摩尔铁中加入葡萄糖量为1.50g时产品容量最高,为135.0mAh/g。最佳焙烧温度为600～650℃,最佳焙烧时间为10～15h。改进的固相法避免使用球磨机,有利于工业化生产。     

LiCoO2正极材料的溶胶-凝胶法合成及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池的活性正极材料LiCoO2超细粉体.实验表明合成的LiCoO2粉体结晶良好, 层状结构发育完善, 平均粒径为300 nm, 而且粒径分布窄, 比表面积大.电池充放电测试表明 正极的电化学性能与LiCoO2粉体的合成温度有关, 其中700 ℃合成得到的LiCoO2正极材料具有最优的电化学性能, 其首次放电比容量高达141 mA*h/g, 30次循环后其可逆比容量仍高达120 mAh/g, 容量损失为14.89%.     

溶胶凝胶法制备LiNixCo1-xO2正极材料的研究进展

综述了用溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料层状结构LiNIxCo1-xO2(0≤x≤1)的最新进展。介绍了不同的工艺路线,并指出了这一领域的研究方向。     

高倍率NCM613正极材料制备及性能研究

通过共沉淀法制备草酸盐前驱体,采用固相烧结法镍钴锰三元正极材料(NCM613)。采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、电化学交流阻抗、恒流充放电等手段对不同氨水浓度所制备的NCM613材料结构和性能的影响。结果表明氨水浓度可以改变NCM613三元正极材料颗粒大小,从而影响循环寿命和倍率性能,氨水浓度为2%时制备的NCM613三元正极材料性能最好,在CR2032扣式电池中0.1 C倍率下首次放电容量为188.5 mAh/g,1 C倍率下充放电循环100周后容量保持率为76%。     

锂离子电池层状LiMnO2正极材料的研究进展

论述了锂离子电池层状LiMnO2正极材料的结构、性能、制备、存在的问题和掺杂改性等方面的研究状况,讨论了今后层状LiMnO2的研究趋势.     

尖晶石LiMn2O4正极材料的研究进展

综述了近年来锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4的研究进展。主要阐述了LiMn2O4的制备方法、晶体结构、电性能以及改性方法等方面的发展状况。     

共沉淀法制备LiNi1-x-yCoxMnyO2正极材料工艺条件探究

共沉淀法可高效、低能耗制备出较高纯度的球形层状LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂正极材料,广泛应用于基础研究和工业生产中,主要包括液相共沉淀及高温煅烧过程。对这两个过程中涉及的机理进行了阐述,并分析相关影响因素,考察了共沉淀制备前体这个关键步骤中颗粒成核过程以及Ni、Co、Mn 3种金属离子发生的络合及沉淀反应。通过建立的反应和热力学平衡方程,分析未沉淀的3种金属离子及其相互之间比值随pH和氨水加入量的二维变化,首次定量得出制备所需Ni、Co、Mn配比三元正极材料的理论最佳条件。此外,从前体及正极材料的结构特性以及最终材料的电化学活性出发,定性探究了最优操作条件。最后,展望了三元正极材料工艺条件优化的科学方法。     

固相法合成LiFePO4/C复合材料性能研究

以FeC2O4.2H2O、LiH2PO4为原料,利用液相分散混合、喷雾造粒工艺制取前驱体,通过固相烧结法在氮气气氛中合成LiFePO4/C复合锂离子电池正极材料。采用XRD、SEM、电性能测试等方式对制备的样品进行表征分析和性能测试,并研究了不同焙烧温度对样品性能的影响。结果表明:700℃恒温焙烧16 h条件下制备的样品为单一橄榄石型晶体结构,其0.1 C放电倍率下首次放电容量为144.4 mAh/g,充放电循环100次后放电容量可达140.8 mAh/g。     

LiMn2O4正极材料的合成及循环稳定性

根据Li2CO3/MnO2混合粉体的热重-差热分析,利用Ozawa法计算出混合粉体反应过程中各个阶段的活化能,据此在不同的预热处理温度条件下合成出正极材料LiMn2O4,对LiMn2O4材料进行了X射线衍射分析、扫描电镜观察和电化学性能检测.优化了工艺参数,确定的最佳合成工艺参数为600℃预保温和830℃保温12 h.该工艺合成的LiMn2O4粉体具有尖晶石结构和良好的形貌.组装成的电池在常温下循环时,初始放电容量为122(mA·h)/h,20次循环后容量保持在96%左右.     

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。     

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%。     

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%。     

pH对三元材料前驱体物理性能的影响

在不同pH下共沉淀制备了正极材料LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂的前驱体Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3（OH）₂。通过对前驱体产物进行粒径分布分析、振实密度分析及扫描电镜照片分析,比较了pH对合成前驱体材料性能的影响。结果表明,在pH等于11.0条件下,合成的前驱体粒径分布均匀,振实密度高,形貌规则。将该条件下的前驱体与氢氧化锂混合煅烧制备得到LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂。经电化学性能测定,发现其电化学性能优异,在0.2 C和1.0 C下首次放电容量可达 160.0 mA·h/g和129.9 mA·h/g;在1.0 C下循环20次后,容量保持率高达94%。     

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。     

层状结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料制备过程与电化学性能

采用固相自引发基团置换法结合高温焙烧制备了亚μm级的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。研究了热处理气氛、烧结时间对材料结构及性能的影响。研究结果表明在空气氛围下900℃焙烧20 h制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有最佳的电化学性能。     

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。     

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.     

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.