锂离子电池用层状高镍正极材料的研究进展

层状高镍正极材料(Ni≥80%)以其较高的比容量和良好的循环寿命,被认为是极具前景的高比能量动力电池正极材料。文章总结了高镍正极材料存在的问题,介绍了高镍正极材料的改性研究进展,展望了高镍正极材料的应用和发展方向。     

锂离子电池高容量层状正极材料研究进展

具有层状结构的正极材料是最具潜力的锂离子电池正极材料之一。但材料结构不稳定性,充放电过程中存在不可逆相变等缺陷是实际应用过程中亟待解决的问题。科学的认识层状正极材料的发展历程,系统的归纳其在发展过程中的主要科学问题是解决实际应用难题的关键。本文综述了当前层状正极材料两个研究热点——高镍层状正极材料及高电压层状钴酸锂的研究现状。对其改性策略和改性机制进行了系统归纳分析,对其未来发展进行展望。     

高镍三元正极材料容量衰减机理及改性方法EI北大核心CSCD

高镍三元正极材料因高容量、高功率等优势已成为大型动力锂离子电池的首选正极材料。然而,高镍三元正极材料存在循环稳定性差、容量衰减快等缺点。最新研究指出阳离子混排、过渡金属元素析出、氧空位等是造成材料相变的直接原因,而界面膜、过充、微裂纹等能进一步加速材料的容量衰减;元素掺杂、表面包覆和材料复合等作为当下最主流的改性技术,能显著抑制材料的容量衰减。本文综述了高镍三元材料容量衰减机理以及改性研究的现状,同时对其今后的发展方向做出了展望。     

锂离子电池层状正极材料的研究进展

文章主要综述当前锂离子电池层状正极材料—LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2的研究进展。阐述了三种层状盐结构正极材料的优缺点,对LiCoO2和LiNiO2正极材料的改性方法:掺杂和包覆处理。通过改性,层状正极材料的结构和性能均有较大改善,为锂离子电池更为广泛的工业应用指明道路。对锂离子电池正极材料未来的应用前景做了一些展望。     

高镍三元正极材料表面碱性物质研究进展

高镍三元正极材料表面形成的碱性物质容易导致电池容量衰减加快、寿命缩短,因而调控三元材料表面碱性物质对于提高锂离子二次电池的功能和安全性至关重要。综述了高镍锂离子电池三元正极材料表面碱性物质的形成机理及处理手段,从不同角度阐述了环境中的水、二氧化碳对表面碱性物质形成的影响。探讨了表面碱性物质形成过程中,由于锂离子和过渡金属的迁移与固化引发的表面结构的相变现象,造成了三元正极材料的加工储存性能的恶化。还对降碱工艺中的洗涤、干燥、低温烧结等过程进行了重点说明,阐述了洗涤工艺对三元材料表面碱性物质降低及对材料性质的影响,指出需选择合适的洗涤、干燥条件,减小材料表面发生的变异。最后结合目前降碱工艺对后续研究方向提出了建议。     

钠离子电池层状氧化物正极材料改性研究进展

由于储量丰富、价格低廉及安全环保等突出优点,钠离子电池(SIBs)被认为是大规模储能应用的主要候选技术之一,而正极材料的开发也决定了钠离子电池的商业化进程和最终性能。钠离子电池层状氧化物正极材料,具有比容量高、构造简单、稳定性好等优势,是最富有前景的钠电正极材料之一。但此类材料目前仍面临电化学过程的不可逆变化、空气中储存不稳定和界面稳定性较差等问题,严重制约着钠离子电池商品化进程的发展。为了解决材料所存在的这些问题,研究人员对其进行改性优化。据此,本工作综述了钠电正极材料层状氧化物离子掺杂、表面包覆、纳米结构设计、P/O混合相等改性措施所取得的成效,为钠电正极材料层状氧化物改性研究提供了基础,并对层状氧化物的后续发展趋势进行了展望。     

锂离子电池高镍三元材料的包覆改性研究进展

锂离子电池高镍三元材料具有循环寿命长、绿色环保、成本低等优点,已成为电动汽车、便携式电子设备等领域的首选正极材料。但是,镍含量的增加容易使材料表面结构不稳定、界面副反应增加,导致材料的循环性能降低。主要从单层包覆和双层包覆两个方面综述了高镍三元材料的改性研究,介绍了不同包覆材料对其电化学性能的影响。双层包覆能更好地改进高镍三元材料的电化学性能,但是在清除氟化氢方面仍需进行研究。     

锂离子电池正极材料层状LiMnO2的研究进展

层状LiMnO₂是高能量密度锂离子电池关键正极材料之一,是当前的研究热点。本文比较系统地综述了目前LiMnO₂材料的国内外最新研究现状,对近期的材料制备方法和掺杂改性、表面包覆改性研究的进展情况进行了详细的分析。在已有初步实验基础上提出了将液相共沉淀与高温固相法相结合制备纳米级LiMnO₂以及阴阳离子共掺杂结合熔融浸渍包覆方法提高LiMnO₂循环性能等合成及改性方法,以提高结构稳定性及循环寿命。     

新型层状锂离子电池正极材料的研究评述

对近几年有关层状Li-Co-Ni-Mn-O作为锂离子电池新型正极材料的研究进行了系统分析。比较了不同的合成方法及组成对材料性能的影响。其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiNi0.6CO0.2Mn0.2O2是比较好的。对层状Li-Co-Ni-Mn-O性能的改进提出了进一步改进的措施;认为应该发展低温合成方法,优化和降低Co和Ni的含量,掺杂一种或多种高价金属元素是很有前途的方法。     

高镍层状正极材料研究现状

随着新能源电动汽车的快速发展和推广,动力电池行业迅猛发展,如何提高动力电池能量密度是目前动力电池正极材料领域的主要研究方向。在众多的候选正极材料中,由于层状富镍材料相对钴酸锂体系Li Ni_yMn_zCo_(1-y-z)O_2(y0.5)的放电比容量密度更高、成本更低、对于环境污染小,是其中最重要和具有发展潜力的一种候选材料。通过着重介绍高镍材料体系层状正极富镍材料的改性反应的机理,研究所面临的技术难题,并对层状正极富镍材料的改性反应研究现状进行了系统的归纳和分析总结。     

浓度梯度型锂离子电池富镍氧化物正极材料

富镍氧化物正极材料因其具有高比容量、低成本、环保和无需高电压电解质的优点而备受关注。虽然Ni含量的增加有助于提高放电比容量,但也产生了阳离子混排、表界面反应和导致结构不稳定的裂纹扩展等缺点,导致富镍正极材料的循环寿命较差、热稳定性有待提升和储存性能较差,妨碍了其商业化应用。为尽可能地发挥富镍锂离子电池高容量的优势,研究人员对材料进行了多种改性,历经了离子掺杂、表面包覆、单晶材料、核壳结构、浓度梯度结构等发展阶段。本文首先对掺杂、包覆、单晶、核壳结构等几种改性手段进行了简要概述,分析了这几种方法的优势及本身固有的缺点。然后重点对浓度梯度材料进行了分析,根据其发展阶段分为富镍核加浓度梯度壳、线性浓度梯度材料、渐进式浓度梯度材料三个部分,从合成方法、改性机理及电化学性能等方面做了详细介绍。综合来看,浓度梯度材料可以从根本上解决富镍正极材料的固有缺点,相信这一技术会在富镍正极材料的实用化进程中发挥重要作用。     

锂离子电池正极材料层状氧化锰锂的研究进展

层状氧化锰锂逐渐成为新一代锂离子电池正极材料的研究热点。笔者综述了层状氧化锰锂的结构与电化学性能的内在联系,探讨了不同制备方法及不同元素的掺杂改性对材料性能的影响。探索新的合成方法以及多组分掺杂改性以提高其应用可能性仍是今后层状氧化锰锂的研究发展方向。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的改性研究进展

锂离子电池正极材料Li Fe PO_4由于其具有良好的安全性能、较高的理论容量、良好的循环性能、丰富的材料来源、低廉的成本、环保等优点越来越受到人们的青睐。然而,Li Fe PO_4正极材料本身具有较差的导电率和较低的锂离子迁移速度,严重影响了该种材料的放电倍率特性。文章综述了对Li Fe O_4的改性研究进展。     

聚并苯/氧化铝双层包覆对高镍三元正极材料电化学性能的影响

通过表面包覆对锂离子电池正极材料-镍钴锰三元材料进行改性,提高其结构稳定性和界面稳定性。采用导电聚合物聚并苯(PAS)和金属氧化物Al₂O₃对KCl掺杂改性的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)进行双层包覆改性,以进一步提高其综合性能。通过XRD、SEM、TEM分析及电化学性能测试表明,包覆没有改变材料结构,包覆层改善了材料界面的电导率,阻止了电极活性材料表面的副反应,有利于提高锂离子电池的大倍率性能。     

高比能量富镍三元正极材料的研究进展

便携式电子设备在人类社会中发挥着越来越重要的作用,对高能量密度的电池的研发和性能研究更加迫切。层状富镍三元材料作为具有较高应用前景的高能量密度锂离子电池正极材料受到诸多关注。本文从富镍三元正极材料的结构和协同机理两方面介绍了电极材料的性质,从其失效机理着手介绍了其存在的相关问题,从材料的改性和结构调控等方面介绍富镍三元正极材料的研究进展。最后在此基础上对未来富镍三元正极材料的研究及其应用发展做出展望。     

新型层状Li-Co-Ni-Mn-O锂离子电池正极材料的研究评述

对近几年有关层状Li-Co-Ni-Mn-O作为锂离子电池新型正极材料的研究进行了分析,比较了不同合成方法及组成对材料性能的影响,并对层状Li-Co-Ni-Mn-O性能提出了进一步改进的措施;认为应该发展低温合成方法,优化和降低Co和Ni的含量,掺杂一种或多种高价金属元素是很有前途的方法.     

锂离子电池正极材料LiCoPO_4的改性研究

锂离子电池正极材料LiCoPO_4具有电压高、容量大等优点,但因其导电率低没有得到广泛的应用。本文采用碳包覆的方法对LiCoPO_4进行改性研究,采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对碳包覆改性后的LiCoPO_4/C的结构和形貌进行表征。结果表明:不同碳掺量(0%、3%、6%、9%(wt))条件下制备的复合材料LiCoPO_4/C的特征峰与不掺碳改性的纯相LiCoPO_4的特征峰基本一致,即适量的碳掺量不会改变LiCoPO_4原有的晶型结构;当碳包覆量为9%时,制备的样品表面成功的包覆上一层活性碳,可以改善LiCoPO_4的导电率。     

高镍三元正极材料镍钴铝的掺杂改性研究进展

高镍三元正极材料镍钴铝（NCA）因具有较高的能量密度及工作电压、成本低、环境友好等优点极有可能成为下一代广泛应用的锂离子电池正极材料之一。然而镍含量的提高导致材料结构不稳定、循环性能和倍率性能降低,限制了其进一步发展。主要从锂位、过渡金属位、氧位掺杂及复合共掺杂4个方面综述了不同位置离子掺杂的改性机理。大量研究结果表明,通过复合共掺杂方式进行改性,能够结合单离子掺杂的优点有效提升镍钴铝正极材料的电化学性能。     

层状钴基正极材料的改性研究

层状LiCoO2是目前商品化的主要正极材料,具有易于制备、较好的倍率性能以及放电电压平稳等优点,但其抗过充电性能和热稳定性差限制了其应用。详细阐述了国内外关于层状LiCoO2正极材料的改性研究进展,包括体相掺杂和表面包覆改性两种方法提高材料的抗过充电性能和热稳定性,并对体相掺杂和表面包覆层状LiCoO2正极材料电化学性能提高的机理进行了讨论。