锂离子电池正极材料LiNi_(0.45)Co_(0.10)Mn_(0.45)O_2的合成及电化学性能

以Li2CO3和Ni-Co-Mn三元系氧化物为原料,在空气中通过固相反应制备LiNi0.45Co0.10Mn0.45O2。研究反应条件对产物结构的影响,采用扫描电镜(SEM)表征样品的形貌,用粒度分析、振实密度和比表面测定等手段比较不同合成条件对产物性能的影响。研究结果表明:当n(Li)/n(M)不同时合成的产物性能差别很大,较适宜的n(Li)/n(M)为1.4/1;球磨可以提高产物的振实密度和比表面,并且对改善材料电化学性能有显著影响,在2.75～4.25 V电压范围内LiNi0.45Co0.10Mn0.45O2首次放电比容量达到125.9 mA.h/g,50次循环后放电比容量为128.7 mA.h/g。

温度对LiNi_(0.45)Co_(0.15)Mn_(0.4)O_2性能的影响

采用共沉淀法先合成出前驱体Ni0.45Co0.15Mn0.4(OH)2,然后将其与Li2CO3均匀混合后在三种温度下烧结制得正极材料LiNi0.45Co0.15Mn0.4O2。用XRD、SEM和电池测试仪研究了烧结温度对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:材料合成的最佳温度为900℃,在900℃条件下合成的LiNi0.45Co0.15Mn0.4O2具有较好的层状结构和较高的电化学活性,首次放电容量超过130mAh/g,8个循环后,容量保持率为99.1%,而且颗粒形貌呈球形并大小均匀适中。

锂离子电池正极材料LiNi_(0.70)Co_(0.20)M_(0.10)O_2软化学合成及结构与性能

采用软化学的方法合成了LiNi0.70Co0.20M0.10O2(M=Al,Mn)锂离子电池正极材料,分析了材料的结构及电化学特性。XRD分析发现采用软化学法合成的两试样其衍射峰比较尖锐,强度较高,说明试样结晶良好,Al、Mn均达到了连续固溶,形成了LiNi0.70Co0.20M0.10O2(M=Al,Mn)固溶体。采用两种方法初步估算了LiNi0.70Co0.20Al0.10O2在充放电过程中的扩散系数的数量级为10-11～10-12cm2/s;采用软化学法制备的LiNi0.70Co0.20M0.10O2(M=Al,Mn)正极材料无论从结构还是电化学性能上均表现出较好的综合性能。

三元前驱体微观形貌结构对LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2正极材料性能的影响

通过调节共沉淀制备过程中氨水浓度和pH值控制三元前驱体的成核与长大过程,制备得到团聚态和均一态两种微观结构的Ni0.85Co0.10Mn0.05(OH)2前驱体。两种前驱体的粒度分布,比表面,振实等理化指标接近。烧结后制备LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2三元正极材料测试电化学性能表明,两种正极的克容量及倍率性能相近,但具有均一态结构的正极材料1C循环50周后容量保持率达到98.3%,高于团聚态结构正极材料的96.9%循环保持率。d Q·d V-1分析表明,具有均一态结构的正极材料循环前后的氧化还原峰位置和压差稳定,显示了较小的极化损失。进一步通过SEM表征,循环前后具有均一态结构的正极材料断面密实,显示出较高的机械强度,因此在充放电循环过程中颗粒无明显破碎,有较稳定的电极/电解液界面,可改善循环性能。

Co(OH)2包覆LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2的电化学性能

用氢氧化亚钴[Co(OH)2]包覆高镍三元正极材料LiNi0.85Co0.10 Mn0.05O 2,控制烧结温度,使Co(OH)2分解为四氧化三钴(Co 3O 4)。半电池测试显示:包覆材料首次循环的放电比容量为202.4 mAh/g、库仑效率为87.7%,均高于未包覆材料。全电池测试显示:包覆材料制备的电池高温(45℃)循环性能更好,以0.50 C充电、1.00 C放电在2.80~4.20 V循环300次,容量保持率为93.3%,而未包覆材料制备的电池为90.2%。电位滴定和SEM分析表明:包覆的Co(OH)2在烧结过程中能与LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2的表面残碱(LiOH/Li 2CO3)反应,降低表面残碱含量。XRD测试显示:包覆材料的Ni/Li混排降低,微观应变减小。电化学阻抗谱显示:包覆材料的电荷转移阻抗降低,因此具有更好的电化学性能。

共沉淀法制备Li[Li_(0.1)Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_(2x)]O_2微米球及其电化学性能研究

目的制备正极材料Li[Li_(0.1)Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_(2x)]O_2微米球,并研究其电化学性能与掺杂Sn^(2+)的物质的量的关系。方法通过共沉淀法以NiSO_4·6H_2O,MnSO_4·H_2O,SnSO_4和Na_2CO_3为原料,制备前驱物(Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_(2x))(CO_3)_(0.9)与Li_2CO_3充分混合,高温煅烧得到正极材料Li[Li_(0.1)Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_(2x)]O_2微米球。结果正极材料的物相用X射线衍射(XRD)进行检测,表观形貌利用扫描电子显微镜(SEM)进行研究,采用恒流充放电测试对电池电化学性能进行分析。结论添加Sn^(2+)可以有效提高Li[Li_(0.1)Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_(2x)]O_2系列锂离子正极材料的电化学性能。

AlF_3包覆LiNi_(0.45)Mn_(0.45)Co_(0.10)O_2锂离子电池正极材料的结构表征和电化学性能研究

通过共沉淀与固相反应法制备层状的LiNi0.45Mn0.45Co0.10O2,并利用X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)测定材料的结构和形貌.在2.5～4.5V范围内,以0.1C(28mA·g-1)放电,LiNi0.45Mn0.45Co0.10O2正极材料的起始放电容量达到167.2mAh·g-1,但循环性能较差.当采用AlF3包覆后,材料的循环性能得到明显改善.利用电化学阻抗谱(EIS)技术探索AlF3包覆对正极材料的电化学性能改善机理,实验结果表明:AlF3包覆层能够阻止电解液对正极材料的溶解和侵蚀,稳定其层状结构,同时降低了电极界面阻抗.因此AlF3包覆技术是一种改善LiNi0.45Mn0.45Co0.10O2材料电化学性能的有效方法和工具.