锂离子电池高电压正极材料LiNiVO_4的合成与表征

通过流变相反应法成功合成了LiNiVO4.利用热重-差热分析、粉末X射线衍射、扫描电子显微镜和粒度分析对产物进行了表征;采用循环伏安技术评价了其电化学性能.结果表明,利用流变相反应法在500℃即可制备纯相的LiNiVO4产物.与常规的固相反应产物相比,流变相产物表现出了较小的晶胞常数和颗粒尺寸,其中600℃的流变相产物具有良好的循环伏安特性.

锂离子电池高电压正极材料镍锰酸锂的制备及电化学性能

微乳液法是锂离子电池正极材料的一种新型制备方法。通过将反应物原料配制成微乳液,然后加入沉淀剂H_2C_2O_4溶液,使反应在其水核内部比较温和地发生,有效地控制产物的尺寸和形貌,制备得到形貌均匀的径向纳米尺寸产物LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料。测试产物的电化学性能,结果显示:在0.5,10和20C倍率下,首次放电比容量分别为130.03,113.6和101.4m Ah g^(-1),经过100次循环后分别保持127.9,102.2和85.1m Ah g^(-1)的放电比容量,其容量保持率可达98.4%,89.9%和83.9%,说明这种形貌均匀的径向纳米尺寸能够极大地缩短电极反应中电子和锂离子的传输距离,并且其较大的比表面积可以为电极材料和电解液提供更大的接触面积,从而显著提高锂离子脱出和嵌入的速度,使电极材料表现出优异的电化学性能。

掺杂Fe^(3+)对高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4结构和性能的影响

以Li2CO3、MnO2、NiO、FeC2O4·2H2O为原料,用高温固相法合成了尖晶石结构的LiNi0.5Mn1.5O4/LiNi0.5Mn1.45Fe0.05O4锂离子电池正极材料;并对合成的样品进行XRD、SEM及电化学性能测试。结果表明:引入Fe3+可以提高材料的结构稳定性,并且改善了材料的导电性,一定程度上减缓材料的容量衰减,LiNi0.5Mn1.45Fe0.05O4表现出较好的电化学性能,0.2C倍率下经20次充放电循环,未掺杂样品与掺杂样品的放电比容量分别为115.4mAh/g和120.1mAh/g,容量保持率由92.1%提高到96.5%。

锂离子电池高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成与表征

通过液相蒸发法合成Li Ni0.5Mn1.5O4,利用XRD(粉末X-射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)对产物进行表征,采用循环伏安和充放电技术对其电化学性能进行评价。结果表明,利用液相蒸发法在空气氛围即可制备纯相的Li Ni0.5Mn1.5O4产物;与其他合成方法相比,液相蒸干法具有操作简单、反应物混合均匀等优点,其中800℃的产物具有良好的电化学性能。

基于不同共溶剂体系对于高电压正极材料LiCoPO4的形貌控制

水分别与乙醇、乙二醇、二乙二醇混合为共溶剂,通过溶剂热法制备高电压锂离子电池正极材料LiCoPO4,研究不同醇类溶剂对于样品的微观形貌和颗粒尺寸的影响。借助X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面积测试对样品的成分、晶型、微观形貌和颗粒尺寸进行分析。研究表明,制备得到的LiCoPO4颗粒平均尺寸大小与醇类溶剂对于前驱体的溶解度差异相一致,而与溶剂粘度没有明显联系。通过乙二醇/水制备得到的LiCoPO4颗粒呈六边形片状,平均尺寸最小,而通过乙醇/水和二乙二醇/水制备得到的LiCoPO4颗粒呈菱形片状形态。此外,前者结晶度较高且循环性能较好,0.05C下首圈放电容量为130mAh/g,20圈后容量保留率为88%。

高电压锂离子电池正极材料的研究进展

介绍了LiNi0.5Mn1.5O4、LiMnPO4和LiCoPO4等高电压锂离子电池正极材料的结构及电化学性能,总结了掺杂、表面改性和包覆等改性研究。对镍基和钒基高电压锂离子电池正极材料进行了综述。

锌掺杂提高LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的电化学稳定性(英文)

通过共沉淀法与固相法相结合制备了掺锌的高稳定性Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxO2(x=0, 0.02, 0.05)正极材料. 循环伏安(CV)曲线表明Zn掺杂使氧化峰与还原峰的电势差减小到0.09 V, 电化学阻抗谱(EIS)曲线表明Zn 掺杂使电极的阻抗从 266 Ω减小到 102 Ω. Li+嵌入扩散系数从1.20×10-11cm2·s-1增大到 2.54×10-11cm2·s-1. Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Zn0.02O2正极材料以0.3C充放电在较高的截止电压(4.6 V)下比其他两种材料的电化学循环性能更稳定, 其第二周的放电比容量为176.2 mAh·g-1, 室温下循环 100 周后容量几乎没衰减; 高温(55℃)下充放电循环100周, 其放电比容量平均每周仅衰减0.20%, 远小于其他两种正极材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2平均每周衰减0.54%; Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Zn0.05O2平均每周衰减0.38%). Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.98Zn0.02O2正极材料以3C充放电时其放电比容量可达142 mAh·g-1, 高于其他两种正极材料. 电化学稳定性的提高归因于 Zn 掺杂后减小了电极的极化和阻抗, 增大了锂离子扩散系数.

锰源对燃烧法制备5V级正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的影响(英文)

以硝酸锰和醋酸锰，采用蔗糖燃烧法制备锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4通过XRD、SEM、粒径分布测试、循环伏安、恒流充放电测试以及交流阻抗等方法，研究了醋酸锰和硝酸锰对产物的结构、形貌、粒径及电化学性能的影响。XRD测试结果表明样品的结构都为立方尖晶石型．属于Fd3m空间群。不同的锰源对材料的粒径及粒径分布有很大的影响。以醋酸锰为原料制得的材料的粒径较小并且分布更均匀,有利于锂离子的脱出和嵌入从而提高电化学性能。以醋酸锰为锰源制得的LiNi0.5Mn1.5O4在3．6～5．2V的充放电电压范围内的电化学性能更好，1C（1C=140．0mA·g^-1）倍率的首次放电容量为144．5mAh·g^-1，循环100周后容量保持率为96％，在3C,5C，10C以及20C的放电容量分别为136．3，132．0，124．7以及96．6mAh·g^-1。

第三届新型电池正负极材料技术国际论坛评述——高比能量电池及关键电极材料

第三届新型电池正负极材料技术国际论坛于2017年4月12—14日在宁波市举行。会议主要讨论了高能量密度正极材料(镍锰酸锂、高镍三元和富锂层状氧化物正极材料)和负极材料(硅基负极材料和金属锂负极),以及高能量密度电池体系[锂-氧(空气)电池和锂硫电池]的研究工作。

锂源及烧结条件对三元材料电化学性能影响

采用高温固相两次烧结法,以氢氧化锂和碳酸锂为锂源制备了性能优良的三元正极材料(LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2),分别用XRD和SEM对材料的晶体结构和微观形貌进行了分析研究。结果表明,以氢氧化锂低温制备的材料其综合电性能表现更加优异。在室温25℃,高电压范围3.0～4.45 V下,扣式电池1 C放电比容量达到171 mAh/g,400次充放电循环后,容量保持率达到91%。

聚合物固态电解质–高电压正极界面稳定性研究进展

聚合物固态电解质相比于液态电解质表现出更良好的热稳定性,并且对比无机固态电解质具有机械性能好、耐候性好和易加工成型等特点,因此在下一代高能量密度储能装置中极具应用潜能.然而,固态电解质与正负极材料之间的界面稳定性问题阻碍了其实际应用.本文总结了锂离子聚合物固态电解质的关键特性,讨论了聚合物固态电解质与高电压正极的普遍界面问题,包括界面接触不良与界面不稳定问题.分析了导致高电压富镍氧化物正极材料与聚合物固态电解质严重界面问题的主要因素,针对相关因素总结了缓解界面问题的有效策略,并展望了未来聚合物固态电解质与富镍层状氧化物的界面性能提升的研究方向,为基于聚合物固态电解质与高电压正极材料固态锂电池的研究提供参考.