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。     

无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展

综述了近年来无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展,首先介绍了已在锂电隔膜改性上商业应用的Al₂O₃和AlOOH对传统聚烯烃膜和新型静电纺丝膜的改性方法和改性效果,随后又对常规无机材料TiO₂和SiO₂粉体对锂电隔膜的改性进行了叙述,最后对BN等非常规隔膜改性无机材料进行了简介;总结和讨论了无机材料改性后隔膜的组分、结构和性能对锂离子电池综合性能的影响,并对其无机材料改性锂电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。     

化学交联聚酰亚胺隔膜增强锂离子电池性能研究

隔膜作为锂离子电池的重要组成部分,用于阻隔阴极和阳极直接接触,同时为锂离子在电极间的传输提供有效通道。聚酰亚胺隔膜因其具有充放电循环寿命长、机械强度适中、良好的电绝缘性能以及自熄能力等优点,而受到广泛关注。以对苯二甲胺作为交联剂,将聚酰亚胺隔膜进行化学交联,研究了交联时间与隔膜形貌、结构及性能之间的构效关系。随着交联时间的增加,隔膜的孔隙率和吸液率逐渐降低,电解液接触角和机械强度逐渐增大。电化学测试表明,随着交联时间的增加,隔膜的本体阻抗逐渐增大,进而离子电导率逐渐降低,而交联隔膜的界面阻抗均远小于未交联隔膜,且交联隔膜的电化学窗口也均大于未交联隔膜。通过组装半电池测试发现,交联隔膜所组装电池的倍率性能和循环性能均优于未交联隔膜,当交联时间为48 h时,电池性能表现最优,循环100次以后,放电比容量为130.2 mA·h/g,容量保留率为91.1%。     

高功率锂离子电池研究进展

高功率快放型锂离子电池是目前锂离子电池领域研究的重点方向之一。为了获得具有高功率密度的锂离子电池,正极材料须具有较高的电压和较高的电子与离子导电率,正极材料主要包括高电压钴酸锂、镍锰酸锂和高电压三元材料,负极材料包括碳系材料、钛基材料和金属氧化物材料,以及为提高首效和降低负极电位而采用的预嵌锂方法,并对锂离子电池电解液用锂盐、溶剂和添加剂进行了综述。最终总结了功率密度测试方法,并对高功率锂离子电池的研究进行展望。      

锂离子电池负极材料PSi@GO的制备及其电化学性能

具有高能量密度的硅材料是锂离子电池负极的优选材料之一。但是,低电导率和在充放电过程中伴随的巨大体积变化而导致循环过程中容量迅速衰减,阻碍了硅材料商业化。本文以商业化的铝硅合金为硅源,通过冷冻干燥方法将氧化石墨烯（GO）包覆在其表面,制备了微米级的多孔硅（PSi）与GO的复合材料PSi@GO。该复合材料核层多孔硅内部丰富的孔隙提供充足的空间以适应硅的体积变化,外层的氧化石墨烯可以加速离子和电子传输,并再次缓冲硅的体积变化,从而可以有效地改善硅负极的循环稳定性和倍率性能。研究结果表明,电流密度为500mA/g时,PSi@GO-2（PSi与GO质量比为10∶5）复合电极材料循环100次后,比容量仍可达到1 275 mAh/g;在电流密度为4 A/g时,该复合材料也可达到980 mAh/g的高比容量。该PSi@GO-2复合材料显示了优异的倍率性能,具有良好的应用前景。      

以废旧锂离子电池正极材料为原料制备Li1.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13AlxO2

以废旧锂离子电池正极材料为原料,采用燃烧法制备高性能富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13AlxO2,实现了多组元金属离子的高值转化和全量利用,从根本上缩短产品化路径,消减二次污染。SEM和XRD检测表明,所有样品形貌差别不大,基本呈球形,直径约0.5 μm,样品均无杂相峰出现,且都具有六方晶系的ɑ-NaFeO2结构、 空间群,具有良好的层状结构。电化学测试表明,当x=0.03时,所得样品具有最佳的电化学性能,0.5 mA恒电流条件下,首次放电容量为238 mAh/g,200周循环后放电容量保持率为80.3%。     

LiNi1-xMxO2 (M =Co3+, Al3+)的制备与性能

采用球形Ni(OH)2和LiNO3、CoO、Al(OH)3为原料，在空气气氛条件下700℃恒温8h，合成了锂离子电池正极材料LiNixCo1-xO2和LiNi0.75Al0.25O2。X射线衍射分析表明合成的材料粉末结晶良好，具有规整的α-NaFeO2层状结构；SEM分析表明粉末颗粒呈球形，粒径约为7μm。充放电测试表明：合成的LiNixCo1-xO2正极材料的充电比容量为160mAh／g，放电比容量为152mAh／g；LiNi0.75Al0.25O2正极材料的充电比容量为140mAh／g，放电比容量为129mAh／g；这两种正极材料具有优良的电化学性能。     

Phase transition of lithiated-spinel Li2Mn2O4 at high temperature

1 Introduction Lithium manganese oxides are the most attractive cathode materials for rechargeable lithium-ion batteries because of their low-cost and less toxicity when compared with either cobaltates or nickelates[1?3]. Among these oxides, the spinel-fr…