锂离子电池高镍三元正极材料前驱体制备工艺的研究

高镍三元正极材料(NCM811)具备较高的能量密度等优点受到广泛关注。Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_(2)作为NCM811的前驱体,其结构、形貌等直接影响NCM811的结构和电化学性能。本文以Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_(2)前驱体为研究对象,研究了配位剂用量、合成温度、pH值、搅拌速度等条件对前驱体物相结构、形貌及正极材料电化学性能的影响,得到合成NCM811前驱体的最佳工艺条件。结果表明,最优的配位剂用量4 mol·L^(-1)、pH 11~11.5、搅拌速度1040 r·min^(-1)、反应温度50℃,将在此条件下制备的前驱体锂化预热、烧结获得的正极材料在0.2 C时放电容量高达198.5 m Ah·g^(-1),10 C时放电容量为132.7 m Ah·g^(-1)。

富镍NCM811正极材料的制备及电化学性能研究

采用高温固相反应法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)正极材料。利用TG-DSC、XRD、SEM-EDS、HRTEM对样品进行热分析、物相结构、微观形貌及元素组成分析,对由NCM811正极材料组装的半扣式电池进行倍率性能及长循环性能测试。结果表明,当Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_(2)前驱粉体与LiOH·H_(2)O混合物的预热温度为480℃、混锂配比为1.05∶1、煅烧温度为800℃、煅烧气氛为氧气时,半扣式电池表现出优异的倍率性能和循环性能。

快离子导体Li_(1.5)Y_(0.5)Zr_(1.5)(PO_(4))_(3)包覆层对富镍三元正极材料电化学性能的影响

研发富镍低钴的先进正极材料是目前提高锂离子电池能量密度和降低电池成本的有效办法。然而,随着Ni含量的增加,富镍层状氧化物普遍存在前驱体合成困难、结构不稳定和界面活性高等一系列问题,阻碍了富镍层状氧化物正极材料的市场化推广。本文采用优化的共沉淀法制备出结构稳定的LiNi_(0.8)Mn_(0.1)Co_(0.1)O_(2)(NCM811)正极材料,同时在NCM811材料表面均匀包覆快离子导体Li_(1.5)Y_(0.5)Zr_(1.5)(PO_(4))_(3)涂层,以克服富镍层状氧化物界面结构不稳定和易受电解液腐蚀的难题。在4.5 V高截止电压下,改性样品0.2 C的放电比容量为214.2 mAh·g^(-1),10 C的放电比容量高达158.8 mAh·g^(-1),高于原始样品的203.7 mAh·g^(-1)(0.2 C)和82.7 mAh·g^(-1)(10 C)。同时,改性样品在4.3 V下经1 C循环200次后的容量保持率高达84.7%,高于原始样品(61.94%)。

富锂锰基层状正极材料的表面包覆改性

简述了富锂锰基层状正极材料的结构、电化学性能及存在的问题,着重阐述了富锂锰基层状材料的碳、氧化物、氟化物、磷酸盐等表面包覆改性对其倍率性能和循环稳定性的影响,讨论了表面包覆改性的机理和改性中有待改进的关键问题。