原子层沉积Al_(2)O_(3)对尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料的影响机理

为提升尖晶石相LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料在深度荷电状态下的界面稳定性,采用原子层沉积法在单晶LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料表面可控沉积了纳米级Al_(2)O_(3)层。改性后的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料表现出优异的长循环耐腐蚀性能(1C电流密度下循环500次的容量保持率高达94.7%)。进一步的表界面解析结果表明:原子层沉积技术构建的纳米级Al_(2)O_(3)包覆层能够明显抑制材料本体与电解液的腐蚀反应,降低过渡金属离子的不可逆溶解与析出;另外,基于HF表面刻蚀产生的AlF_(3)具有增强的耐刻蚀性能,可显著提升LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料在长循环及高电压下的服役性能。

Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2)正极材料的Ga_(2)O_(3)包覆改性及电化学性能

首先采用共沉淀方法制备富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2)原始样品(P-LRMO),然后通过简单的湿化学法以及低温煅烧方法对其进行不同含量Ga_(2)O_(3)原位包覆。透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)结果表明在P-LRMO表面成功合成了Ga_(2)O_(3)包覆层。电化学测试结果表明:含有3%Ga_(2)O_(3)的改性材料G3-LRMO具有最优的电化学性能,其在0.1C倍率(电流密度为25 mA·g^(-1))下首圈充放电比容量可以达到270.1 mAh·g^(-1),在5C倍率下容量仍能保持127.4 mAh·g^(-1),优于未改性材料的90.7 mAh·g^(-1),表现出优异的倍率性能。G3-LRMO在1C倍率下循环200圈后仍有190.7 mAh·g^(-1)的容量,容量保持率由未改性前的72.9%提升至85.6%,证明Ga_(2)O_(3)包覆改性能有效提升富锂锰基材料的循环稳定性。并且,G3-LRMO在1C倍率下循环100圈后,电荷转移阻抗(Rct)为107.7Ω,远低于未改性材料的251.5Ω,表明Ga_(2)O_(3)包覆层能提高材料的电子传输速率。

三元正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)前驱体的Al_(2)O_(3)包覆改性研究

通过一种简单高效的湿法包覆法对Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)(OH)2前驱体进行Al_(2)O_(3)包覆,在与Li_(2)CO_(3)混合后经过一次高温烧结工序制备得到Al包覆改性的LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)层状正极材料(记作x%Al-NCM)。采用了XRD、SEM、EDS、TEM和电化学测试技术等方法对材料的结构、形貌、成分和充放电性能进行了表征分析,系统地研究了Al_(2)O_(3)包覆层对材料的电化学性能影响。结果表明,薄层Al_(2)O_(3)包覆结合近表面的微量Al^(3+)的晶格掺杂,有效降低了阳离子混排度并可明显改善NCM622材料的循环和倍率性能。0.4wt%Al-NCM材料在5 C倍率下放电容量为144.42 mAh/g(3.0~4.3 V),并且其在1 C下循环200次后的容量保持率可维持在85.39%,明显优于未包覆NCM的保持率(74.32%)。Al-NCM循环性能的显著增强归因于Al_(2)O_(3)包覆层阻挡了材料表面与电解液的接触,减少界面副反应,抑制了过渡金属溶解;同时该包覆层维持了稳定的层状结构,降低了电极极化现象,缓解了循环过程的不可逆的容量损失。

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的制备及性能研究

单斜结构的Li3V2(PO4)3是很有前途的聚阴离子型锂离子电池正极材料．将一定配比的LiOH·H2O、V2O5、H3PO4和蔗糖(C12H22O11)通过球磨均匀混合,在氮气保护下于800℃焙烧16h,通过碳热还原合成了Li3V2(PO4)3．用X射线衍射和扫描电镜分析对材料的结构和形貌进行了表征．充放电测试表明,在电压范围为3．0-4．3V和3．0-4．8V时,Li3V2(PO4)3正极材料具有较高的比容量、优良的循环性能和倍率特性．在电压范围为1．5-4．8V时,Li3V2(PO4)3正极材料具有很高的比容量,但循环性能较差．

锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究进展

Li3V2(PO4)3具有较高的能量密度、更好的电化学性能和热力学稳定性而成为潜在的、最有前途的锂离子电池正极材料。本文对Li3V2(PO4)3研究现状进行了全面介绍,综述了其电化学性能、微观结构、制备方法、改性研究以及其他研究,提出了目前研究中存在的问题,并就Li3V2(PO4)3作为锂离子电池正极材料的研究前景进行了展望。

高倍率性能锂离子电池Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2正极材料的制备及其电化学性能

采用改进的碳酸盐共沉淀与高温固相法相结合的方法制备出了高倍率性能的锂离子电池正极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安扫描(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学性能测试等手段对材料进行表征.结果表明,该方法制备的材料具有良好的α-Na Fe O2型层状结构(R3m(166)),一次粒径平均大小为157 nm,二次颗粒成球形.同传统碳酸盐制备得到的材料相比,该材料具备良好的倍率性能和循环性能,在2.7-4.3 V电压范围内,0.1C(1.0C=180 m A?g-1)倍率下,首次放电比容量为156.4m Ah?g-1,库仑效率为81.9%.在较高倍率下,即0.5C、5.0C和20C时,其放电比容量分别为136.9、111.3、81.3m Ah?g-1.在1C倍率下100次循环容量保持率为92.9%,高于传统共沉淀法得到的材料(87.0%).

基于Li_2MnO_3的富锂类高比容量锂离子电池正极材料的研究进展

综述了近几年来基于Li2MnO3的高比容量二元和三元富锂类锂离子电池正极材料的研究进展.重点讨论了富锂材料zLi2MnO3.(1-z)LiMO2(0<z<1,M=Mn0.5Ni0.5,MnxNiyCo(1-x-y),0<x,y<0.5)的结构特点和富锂材料的嵌脱锂机理;总结了二元和三元富锂材料的制备、电化学性能和材料的改性以及材料现阶段存在的问题,探讨了这类富锂材料今后的研究热点和方向.

锂离子电池正极材料LiCo_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)O_2

镍钴锰三元材料作为锂二次电池正极材料是目前国内外研究热点。综述了三元材料近几年国内外的研究状况,重点介绍了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料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的影响,讨论了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料的应用前景。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的制备及电化学性能

采用液相共沉淀法和固相烧结法分别制备镍钴锰复合氢氧化物(Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2)和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料。通过X射线衍射和电化学性能测试对所得样品的结构及电化学性能进行了表征。结果表明:LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2具有很好的α-NaFeO2层状结构,以20 mA/g的电流密度在2.5～4.3 V的电压区间充放电时,最高首次放电比容量达175 mA.h/g,首次库伦效率在89%～90%之间。当首次放电比容量为160～170 mA.h/g时,30循环未见容量衰减。锂含量对其电化学性能影响的结果表明:锂含量(n(Li)/n(Ni+Co+Mn))在1.03～1.09的范围内,随着锂含量的增加,放电比容量略有减小,但循环性能、中值电压以及平台性能都得到提高;当锂含量超过1.09时,循环性能、中值电压以及平台性能开始降低。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2合成工艺优化

以球形三元前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2以及LiOH.H2O为原料,用正交实验优化锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2合成工艺,考察烧结温度、保温时间以及锂与金属元素(Ni、Co、Mn总量)物质的量比等因素对材料电化学性能的影响。得到最佳条件:烧结温度为800℃,保温时间为12 h,锂与金属元素物质的量比为1.06。按最佳工艺合成的样品在0.2 C、1 C首次放电比容量分别为165.1 mA.h/g和151.6 mA.h/g,且表现出良好的循环稳定性。

锂离子电池正极材料Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的研究进展

综述了锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的研究现状。对该材料结构、合成方法、电化学性能及热力学稳定性的研究进展作了较为详细的介绍,并对它的发展进行了展望。

锂离子蓄电池LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2正极材料的性能表征

采用共沉淀法制备了层状Li1.05Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。以C为负极,在1C、2.75～4.2V下的初始放电比容量达145.5mAh·g-1,循环100次后容量保持率为98.4%。并采用X光电子能谱(XPS)、循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料中的各元素氧化态分布和嵌/脱锂动力学过程进行了系统研究。XPS实验结果表明LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中Co,Ni,Mn的主要氧化态分别为+3,+2,+4价,还有少量的Ni3+和Mn3+,并从晶体场理论解释了其氧化态分布机制。而LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的循环伏安曲线上主要存在3.95V氧化峰和3.69V还原峰,分别对应于Ni2+/Ni4+的氧化还原反应。

氨蒸发诱导法制备纳米结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其作为高功率型锂离子电池正极材料的性能

采用氨蒸发诱导法成功制备出纳米结构LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,借助X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、能量分散谱(EDS)和比表面测试等表征手段及恒电流充放电测试研究了其晶体结构、微观形貌和电化学性能.研究表明该方法制备出的材料具有良好的α-NaFeO2层状结构,阳离子混排程度低.纳米片交错堆积而成核桃仁状形貌,片与片之间形成许多纳米孔,而且纳米片的侧面属于{010}活性面,能够提供较多的锂离子的脱嵌通道.在室温下及3.0-4.6 V充放电范围内,该材料在电流密度为0.5C、1C、3C、5C和10C时放电比容量分别为172.90、153.95、147.09、142.16和131.23mAh?g-1.说明其具有优异的电化学性能,非常有潜力用于动力汽车等高功率密度锂离子电池中.

锂离子电池复合正极材料xLiFePO_4·yLi_3V_2(PO_4)_3的复合机制

以FePO4·xH2O、V2O5、NH4H2PO4和Li2CO3为原料,以乙二酸为还原剂,通过湿化学还原-低温热处理方法制备出锂离子复合正极材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3.X射线衍射(XRD)结果表明,合成的材料中橄榄石结构的LiFePO4和单斜晶系的Li3V2(PO4)3两相共存;从复合材料中LiFePO4、Li3V2(PO4)3相对于相同条件下制备的纯相LiFePO4和Li3V2(PO4)3的晶格常数变化以及结合高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量散射X射线(EDAX)的结果可以看出,在复合材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3中存在部分V和Fe,分别掺杂在LiFePO4和Li3V2(PO4)3中,并形成固溶体;X射线光电子能谱(XPS)结果表明,Fe/V在复合材料中的价态与各自在LiFePO4和Li3V2(PO4)3中的价态保持一致,分别为+2和+3价.充放电测试表明,制备出的复合正极材料电化学性能明显优于单一的LiFePO4和Li3V2(PO4)3;循环伏安测试表明,复合正极材料具有优良的脱/嵌锂性能.

溶胶-凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3

以LiOH·H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸等为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3]。考察了煅烧温度、煅烧时间、原料配比等条件对产物组成及电化学性能的影响。结果表明,以n(Li)∶n(V)=3.2∶2.0投入原料,在700℃下煅烧8h,合成的正极材料具有优良的电化学性能。样品在0.1C充放电下,首次放电比容量达到130.0mAh/g。X射线衍射(XRD)结果表明,以溶胶-凝胶法合成纯相Li3V2(PO4)3晶体所需温度比固相法低。

锂离子电池正极材料Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2的Ag表面修饰

采用银镜反应法对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2材料进行了Ag表面修饰。表面元素分布测试表明,Ag均匀分布在Li-(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2颗粒表面。未经表面修饰的材料在C/5、C/2和1C倍率下放电容量分别为168、160、146mAh/g,经过Ag表面修饰的材料在C/5、C/2和1C倍率下放电容量分别为159、149、140mAh/g,容量有所下降。但经过Ag表面修饰后的材料50次循环容量保持率从91.2%提高到97.8%。充电后对材料的DSC测试表明,Ag表面修饰还可以改善材料的安全性能。

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2研究进展

评述了锂离子电池正极材料层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的最新研究进展,阐述其结构特征和存在的优缺点,介绍LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的制备方法,以及离子掺杂和包覆改性对该正极材料性能的影响,展望其发展方向.

聚阴离子型锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究进展

具有聚阴离子型结构的Li3V2(PO4)3正极材料凭借比容量高、结构稳定性好、工作电压高以及成本低的综合性优势受到了广泛的关注,被众多专家学者视为下一代锂离子动力电池正极材料的理想之选.本文对Li3V2(PO4)3材料的结构、电化学性质、制备方法、存在的问题和解决的方案进行了综述.同时对Li3V2(PO4)3正极材料的发展趋势进行了展望.

碳热还原法制备锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3的研究

以L iCO3、V2O5、NH4H2PO4为原料,采用碳热还原法合成锂离子电池正极材料L i3V2(PO4)3(LVP).根据TG分析得到制备样品的温度范围。对所得材料分别进行了XRD、粉末微电极循环伏安及恒电流充放电测试.XRD分析表明,850℃煅烧所得样品特征衍射峰型尖锐,晶体结构发育良好,为纯相的L i3V2(PO4)3;循环伏安测试表明,锂离子脱嵌分三步进行,循环伏安曲线对称性好;合成的正极材料在7 mA/g恒流充放电,首次充、放电比容量分别为129.8 mA.h/g、116.8 mA.h/g,充放电效率达90%,循环性能有待提高.材料中过量碳的加入提高了其充、放电比容量,使其循环性能有所改善.

锂离子电池正极材料Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2电极过程动力学研究

采用共沉淀法制备锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,通过循环伏安法和电化学交流阻抗分析,探讨了锂离子在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中嵌入和脱出的机制。循环伏安测试结果表明,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料结构中不存在John-teller效应,从而抑制了电极材料和电解液之间的副反应。电化学交流阻抗测试结果表明,随着电压的升高Rct(电荷转移电阻)值逐渐减小,而随着循环次数的增加Rct值逐渐增大。