富锂氧化物正极材料专利技术分析

利用专利之星、大为innojoy以及SooPAT等专利搜索引擎,通过对中国富锂氧化物正极材料技术领域的专利情况进行分析,目的在于揭示该技术领域的专利活动特点,为我国在该领域的科技创兴和富锂氧化物材料的产业化奠定基础。本文从地域分布、年分布、申请机构/人情况以及专利分类方面分析了中国富锂氧化物正极材料技术的整体专利态势。基于上述分析的结果,希望能对我国未来富锂氧化物正极材料的技术研发和应用提供帮助。

富锂层状氧化物正极材料的微观结构调控及其性能研究

通过调整富锂层状氧化物正极材料的元素组成,实现对其体相结构内的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴分散度的调控。通过结合高功率X射线衍射和球差电镜证明了Li_(1.08)Ni_(0.225)Co_(0.225)Mn_(0.450)O_(2)材料具有高度分散的类Li 2MnO_(3)相晶畴,同时原位微分电化学质谱测试证明了具有高度分散的类Li_(2)MnO_(3)相晶畴的富锂层状氧化物正极材料可以成功抑制晶格氧的释放。电化学测试表明:微观结构的调控虽然可以提高材料的首次库伦效率和平均放电电压,但同时也降低了晶格氧的活性,减少了放电比容量。在循环过程中晶格氧稳定性的提高减轻了结构的退化程度,富锂层状氧化物正极材料表现出更优异的循环稳定性和更缓慢的电压衰减。此外,晶格氧稳定性的提高还改善了材料的热稳定性。

富锂层状氧化物正极材料电压衰减问题的研究进展

富锂层状氧化物(lithium-rich layered oxide,LLO)正极材料,如Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O)(2),具有Li_(2)MnO_(3),LiTMO_(2)(TM=Ni,Co,Mn)两相复合结构,从分子轨道理论角度分析,Li_(2)MnO_(3)中特殊的Li-O-Li构型通过O_(2p)非键合轨道激活晶格氧,发生氧化还原反应(lattice oxygen redox,LOR),使Li_(2)MnO_(3)在高压(U>4.5 V)下通过特殊的LOR提供额外的比容量.目前该材料在使用过程中存在首周库仑效率低、倍率性能差及循环中电压持续衰减等问题.电压衰减问题会导致LLO的能量密度不断降低,给电动汽车电池管理系统的应用带来困难,是LLO未能商业化的最大阻碍.对LLO的结构和机理进行综述,聚焦其电压衰减问题,讨论可能的解决办法并指出未来的研究重点,可为LLO的未来设计研究提供一定的参考.

不同铝源Al_2O_3包覆Li_(1.15)Ni_(0.17)Co_(0.11)Mn_(0.57)O_2电化学性能研究

分别采用硝酸铝[Al(NO_3)_3]、异丙醇铝(C_9H_(21)AlO_3)及纳米氧化铝(nano-Al_2O_3)为原料,通过不同方法对富锂层状氧化物正极材料Li_(1.15)Ni_(0.17)Co_(0.11)Mn_(0.57)O_2进行包覆改性,研究了不同铝源为原材料进行Al_2O_3包覆对Li_(1.15)Ni_(0.17)Co_(0.11)Mn_(0.57)O_2的结构和电化学性能的影响。采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)及电化学测试等方法来表征包覆前后Li_(1.15)Ni_(0.17)Co_(0.11)Mn_(0.57)O_2材料的表面形貌和电化学性能。研究结果表明,Al(NO_3)_3为铝源的包覆提高了电池的首次比容量、循环性能及倍率性能,以C_9H_(21)AlO_3为铝源的包覆层对电池的循环性能有比较好的提升。