单晶高镍三元正极材料的制备及改性研究进展

介绍了单晶高镍三元正极材料的结构特点,总结了单晶高镍三元正极材料常见的制备工艺,并探讨了近年来材料性能改善的主要策略,可为高性能单晶高镍三元正极材料的规模化生产提供借鉴和参考。

锂离子电池三元正极材料掺杂改性研究进展

锂离子电池三元正极材料因其具备能量密度高、循环寿命长、成本较低等优点,具有广阔的应用前景。然而该材料存在阳离子混排、过渡金属离子溶解、微裂纹、电化学不稳定等问题,导致材料容量衰减较快、循环性和稳定性较差,极大限制了其大规模商业化应用。通过总结三元正极材料存在的主要问题,详细阐述了元素掺杂对材料产生的影响和作用机制,并结合高熵掺杂展望了锂离子电池正极材料未来的发展方向。

火焰喷雾热解制备锂离子电池三元正极材料研究进展

电化学储能技术的发展与电动汽车的大规模应用可有效降低碳排放;锂离子电池能量密度高,循环寿命长,是锂电储能技术与电动汽车的核心部件,其容量的提升主要受到正极材料的限制;锂离子电池三元正极材料具有污染小、成本低、性能高、容量大等方面的优点。传统液相法和高温固相法制备三元正极材料步骤烦琐、耗时长,不利于工业放大;火焰喷雾热解方法(flame spray pyrolysis,FSP)可一步制备三元正极材料,合成效率高,合成过程中无废液产生,对环境友好且易于工业化放大生产,近年来受到广泛关注。本文综述了近几年FSP方法制备三元正极材料的研究进展,首先简要介绍了FSP的发展简史、基本原理、典型装置和主要优势,其次展开分析了前体溶液组成、温度条件以及退火条件等制备条件对三元正极材料组成、结构、微观形貌以及电化学性能的影响,然后简述了FSP在三元正极材料改性和沉积技术方面的最新研究进展,最后展望了FSP制备三元正极材料的未来发展趋势。

用Cyanex 302萃取废三元正极材料浸出液中铁铜试验研究

研究了用Cyanex 302(主要成分为二(2,4,4-三甲基戊基)单硫代次磷酸)萃取分离废三元正极材料浸出液中的铁和铜,考察了H+浓度、萃取剂浓度、温度对Cyanex 302萃取分离性能的影响,确定了反萃取负载有机相中铁、铜的工艺条件,在此基础上设计了从废三元正极材料浸出液中萃取铁和铜的工艺流程。结果表明:最佳萃取条件为Cyanex 302浓度0.1 mol/L,H^(+)浓度0.1 mol/L,室温;在该条件下,铁、铜萃取率均大于99.9%,镍、钴、锰、锂萃取率均低于0.003%;铁的最佳反萃取剂为1 mol/L H_(2)SO_(4),铜的最佳反萃取剂为1.5 mol/L HNO_(3)。该工艺能有效萃取分离浸出液中的铜、铁。

火焰喷雾热解法生产锂离子电池高镍三元正极材料的技术经济分析

正极材料约占锂离子电池制造成本的三成,是影响动力电池价格的主要因素;采用火焰喷雾热解法生产三元正极材料能耗低、设备少,可降低锂离子电池的制造成本。本文研究的主要目标是定量评估采用火焰喷雾热解法生产高镍三元正极材料的技术经济可行性。计算火焰喷雾热解法生产LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O(2)(NCM811)的原料、燃料、排放产物质量流量和盈亏平衡条件下的最低销售价格,并与传统共沉淀法比较。技术分析中物料与能量平衡计算结果表明,火焰喷雾热解法可使CO_(2)排放、电力消耗和用水消耗分别降低约41%、85%和29%。经济分析结果显示,盈亏平衡条件下NCM811材料的最低售价为221.1 CNY/kg,较当前市场销售价低约18%。最后,针对材料最低售价的敏感性分析结果显示,原材料成本是最敏感的因素,当原料价格降低25%时,盈亏平衡点售价可达172.0 CNY/kg。

富镍三元正极材料的改性研究进展

富镍三元正极材料具有高能量密度和低成本等优点,是一种有前途的正极材料。然而,富镍三元正极材料存在容量衰减和热稳定性差等问题。综述了富镍三元正极材料的晶体结构特性,对三元正极材料存在的问题进行概述;总结了形貌调控、结构设计、离子掺杂和表面包覆等提升正极材料电化学性能的改性方法,重点总结了氟离子掺杂和稀土元素掺杂以及不同合成方法包覆SiO_(2)对电化学性能的影响;对未来的发展进行了总结和展望。

三元正极材料的复合改性研究进展

富镍层状金属氧化物镍钴铝酸锂/镍钴锰酸锂(NCA/NCM)是一种很有前途的锂离子电池正极材料。循环过程中界面不稳定、体结构退化和电极/电解质界面的副反应导致的容量快速衰退阻碍了其更大规模的商业应用。通过掺杂可以抑制阳离子混排和结构畸变,表面包覆可以保护粒子表面,抑制副反应,联合改性策略可以增强材料整体结构的稳定性,使材料具有良好的循环性能。据此,综述了近年来对富镍三元层状金属氧化物正极材料的复合改性研究进展,并阐述了改性的部分机理,最后对富镍层状金属氧化物正极材料的发展前景做了展望。

锂离子电池高镍三元正极材料改性研究进展

高镍三元正极材料具有能量密度大,电压平台高,无记忆效应等优势,受到研究者们的广泛关注。但受限于其循环稳定性差,阳离子混排,热稳定性差等缺陷,高镍三元正极仍需进行广泛深入的研究。围绕高镍三元正极材料的不足,概括了近年来离子掺杂、表面包覆、共改性、浓度梯度、电解质改性和结构调控等改性策略的最新进展,并对未来的研究方向进行了探讨与展望。

三元正极材料前驱体多维洗涤系统的设计

为满足三元材料前驱体生产过程对洗涤日趋严格的要求,对研制的多功能一体机的洗涤方式和机理进行分析,得出多维洗涤是解决前驱体杂质含量高、洗涤废水量大的可靠工程方法。通过将洗涤过程中的正反向旋转、转速、升降等动作优化组合,形成多维运动场,并与前驱体特性有机融合,实现多维洗涤。洗涤后的前驱体,钠(Na)的质量分数为0.015%、硫(S)的质量分数为0.140%、磁性异物的质量分数不超过5.0×10^(-6)%,均优于国家标准,并减少了废水排放。

三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_(2)制备方法研究进展

层状三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_(2)(NCA815)具有较高的理论比容量、优异的循环性能和环境友好等优点,被认为是未来极具应用前景的正极材料之一。但是,三元正极材料NCA815在制备过程中存在合成工艺条件苛刻及不同的制备方法会导致材料形貌结构和电化学性能差异等问题。综述了近年来三元正极材料NCA815的制备方法,如高温固相法、化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法及其他新方法,分析了不同制备方法之间的差异以及对材料的影响,并展望了该材料未来的研究方向。

镍钴锰酸锂三元正极材料的改性研究进展

锂离子电池的容量、循环寿命和安全性等性能很大程度上依赖于正极材料。镍钴锰酸锂(NCM)三元正极材料具有能量密度高、成本低、相对安全等优点而备受关注。但阳离子混排、界面副反应、不可逆相变等问题的存在严重影响了电池的循环和倍率等性能。综述了NCM正极材料的结构特点、问题成因,并从掺杂、表面包覆、单晶和浓度梯度结构等角度探讨了其改性研究情况,对其未来研究方向进行了展望。

铌复合钇共掺杂改善高镍单晶三元正极材料的高温电化学性能研究

为解决高镍单晶三元正极材料表面残碱高、高温循环性能差等问题,利用铌与钇等元素共同掺杂对正极材料进行改性,提高其电化学性能。以高镍单晶三元前驱体Ni_(0.6)Co_(0.1)Mn_(0.3)(OH)_(2)为原料,采用高温固相反应合成不同双元素掺杂系列正极材料。结果表明,Nb与Y双掺杂样品具有优异的高温循环稳定性和倍率性能,45℃下循环50圈后,铌与钇双掺杂样品的容量保持率较单掺铌样品高2.58个百分点;2C倍率充放电条件下,铌与钇双掺杂样品放电容量比单掺铌的样品高6.2 mAh/g。

锂电池三元正极材料生产废水回收锂的试验研究及工艺设计

以锂电池三元正极材料生产废水为研究对象,通过试验,验证了碳酸钠沉淀法回收锂的工艺可行性,并得到了沉锂的最优工艺条件:反应温度为85℃,反应时间为70 min,碳酸钠加入量为理论的1.1倍,碳酸钠浓度为250 g/L,搅拌速度为200 r/min。经重复性试验证明,该工艺稳定可靠,单次沉锂,锂的回收率大于85%。并基于此条件,对锂电池三元正极材料生产废水回收锂的工艺进行了设计,可为锂电池三元正极材料生产废水回收锂工程应用提供指导。

三元正极材料除氯研究

本研究旨在探讨氯离子对三元正极材料的影响,并研究了除氯方法对三元前驱体的效果。在研究中发现氯离子的存在会导致电池的循环稳定性变差、容量衰减以及安全性问题,并进行了三元前驱体的除氯实验。通过实验发现采用特定的除氯方法可以有效降低氯离子含量并提高三元前驱体的纯度。综上所述,本研究为解决三元正极材料的氯离子污染问题提供了参考和指导。

锂离子电池三元正极材料资源化利用研究进展

近年来,我国电动汽车的保有量迅速增加,与此同时,锂离子电池的报废量也快速增长,其中最具回收价值的是锂电池三元正极材料中的镍钴锰酸锂(NCM)。综述了废旧锂电池三元正极材料的预处理,NCM的火法回收、湿法回收以及再生技术等的最新进展。

电位滴定法测定三元正极材料中镍钴锰的含量

建立一种采用电位滴定法测试三元正极材料中镍、钴和锰含量的方法。使用电位滴定仪,用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)滴定镍钴锰总量,高锰酸钾直接滴定锰含量;铁氰化钾返滴定钴含量;差减法计算镍含量。实验结果显示,该方法回收率在98.5%~101.3%之间,重复性RSD<0.66%,方法重复性和准确度较好,自动简便,便于推广。

锂离子电池三元正极材料的研究进展

锂离子电池由于其优良的性能而应用范围广泛,因此追求性能更优异的锂离子电池一直是近年来的研究热点。而锂离子电池正极材料是锂离子电池的重要组成部分,所以研发具有高性能的锂离子电池正极材料是当务之急。锂离子电池三元正极材料综合了单一组分的优点,比一元正极材料性能更加优异,是一种具有发展前景的正极材料。对锂离子电池三元正极材料的种类、制备方法及研究方向进行了综述,并对其发展趋势进行了分析和展望。

锂离子电池三元正极材料专利技术路线分析

对三元正极材料的专利进行统计分析,研究了该材料在全球的分布情况,对其所涉及到的主要技术点进行了详细解析,并在此基础上梳理出三元材料的技术发展和工艺制备路线,为我国三元材料专利技术发展提出相应的建议,也为相关企业和研究机构进一步研发和市场应用提供了一定的参考。

锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究进展

从制备性能、改性和安全性能3个方面,论述了锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究现状,指出了其产业化所面临的问题,并给出了相应的对策.

高镍三元正极材料改性研究进展

高镍三元正极材料因高比容量而备受关注,然而其循环性能差、热稳定性差、安全性能也较差,从而限制了其商业化进程。分析了高镍三元正极材料存在的主要问题,如空气敏感、与电解液反应、阳离子混排、晶格氧析出、过渡金属离子迁出以及微裂纹形成等,对其改性方法(元素掺杂法、表面包覆法、结构调整法等)进行了综述,并对其未来发展趋势进行了展望。