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废旧LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)材料球磨-喷雾法再生研究
1
作者 余函静 邹昱凌 +1 位作者 董鹏 孟奇 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期98-107,共10页
为了改善再生锂离子电池材料的电化学性能,提出了一种球磨-喷雾法对废旧LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)进行回收再生。该方法是通过对预处理后的废旧正极材料进行球磨细化,经过喷雾干燥迅速制备再生材料的前驱体,并结合高温... 为了改善再生锂离子电池材料的电化学性能,提出了一种球磨-喷雾法对废旧LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)进行回收再生。该方法是通过对预处理后的废旧正极材料进行球磨细化,经过喷雾干燥迅速制备再生材料的前驱体,并结合高温煅烧制备再生NCM523材料。采用SEM、EDS、XRD、HRTEM、FT-IR、XPS、TG-DSC等对再生过程中材料的形貌、成分、物相及化学变化等进行了分析,且对再生NCM523组装的电池进行了电化学性能分析。结果表明,再生材料具有多孔结构,锂镍混排程度降低,电化学性能得到改善。在实验条件下得到的再生NCM523材料在0.11 C下的首圈放电比容量为159.053 mA·h/g,循环100圈后放电比容量为145.615 mA·h/g,容量保持率为91.55%,具有良好的容量保持率;电流密度为5 C的首圈放电比容量为126.974 mA·h/g。相较于传统的直接再生方法,球磨-喷雾再生法制备的NCM523的电化学性能得到明显改善。 展开更多
关键词 废旧锂离子电池 lini_(0.5)co_(0.2)mn_(0.3)o_(2) 再生 球磨-喷雾法
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LiNi_(0.6) Co_(0.2) Mn_(0.2) O_(2)@LiMn_(0.6) Fe_(0.4) PO_(4)/C复合正极材料的制备及性能 被引量:2
2
作者 任荃 刘亚飞 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2022年第1期54-59,共6页
采用简单的机械球磨混合法制得NCM@LMFP/C(LiNi_(0.6) Co_(0.2) Mn_(0.2) O_(2)@LiMn_(0.6) Fe_(0.4) PO_(4)/C)复合正极材料,系统地研究了NCM与LMFP/C复合比例(9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5)对材料电化学性能和热稳定性的影响.使用X射线... 采用简单的机械球磨混合法制得NCM@LMFP/C(LiNi_(0.6) Co_(0.2) Mn_(0.2) O_(2)@LiMn_(0.6) Fe_(0.4) PO_(4)/C)复合正极材料,系统地研究了NCM与LMFP/C复合比例(9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5)对材料电化学性能和热稳定性的影响.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对复合正极材料的结构与形貌进行表征研究.研究结果表明:当NCM与LMFP/C复合比例小于8∶2时,亚微米级LMFP/C出现富集、团聚,将NCM包埋其中.当NCM与LMFP/C复合比例为8∶2时,LMFP/C均匀地包覆在NCM颗粒表面或填充于其颗粒空隙中,材料的电化学性能最优、热稳定性良好:电流为0.1 C和1 C时的放电比容量分别为180.1和165.0 mAh/g,均高于理论测算容量(178.9和164.3 mAh/g);循环80周后容量保持率为95.7%,优于NCM(94.9%);复合正极材料热失控温度相比于NCM提高了25℃且放热量更低. 展开更多
关键词 lini_(0.6)co_(0.2)mn_(0.2)o_(2)@Limn_(0.6)Fe_(0.4)Po_(4)/C 复合正极材料 锂离子电池 热稳定性
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钠离子电池正极材料NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)的制备与储钠性能 被引量:1
3
作者 王洪波 向燕宁 +1 位作者 孟小吻 张志磊 《电池工业》 CAS 2024年第2期66-71,共6页
钠离子电池作为可替代锂离子电池的下一代电池,具有独特优势,然而要开发出低成本、良好可逆性和长循环寿命的电极材料仍然存在许多技术难题。本文通过简单的共沉淀法合成Ni_(0.4)^(Ⅱ)Fe_(0.2)^(Ⅱ)Mn_(0.4)^(Ⅱ)(OH)_(2)前驱体,再在空... 钠离子电池作为可替代锂离子电池的下一代电池,具有独特优势,然而要开发出低成本、良好可逆性和长循环寿命的电极材料仍然存在许多技术难题。本文通过简单的共沉淀法合成Ni_(0.4)^(Ⅱ)Fe_(0.2)^(Ⅱ)Mn_(0.4)^(Ⅱ)(OH)_(2)前驱体,再在空气气氛下加入碳酸钠进行煅烧,制备得到用于钠离子电池的NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)正极材料。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征材料的物相结构,结果表明制备的材料是典型的层状斜方六面体结构,部分材料呈现单晶特征。采用恒流充放电的测试方法表征材料的电化学性能。在0.1 C的电流密度下,该材料的初始充电容量可达141.9 mAh/g,放电容量为140.0 mAh/g,首次库仑效率高达98.7%。此外,在0.2 C、0.5 C、1 C、2 C和3 C的倍率下,该材料的放电比容量分别为129.5 mAh/g、112.6 mAh/g、97.8 mAh/g、82.9 mAh/g和72.8 mAh/g,且在0.5 C下循环100圈后的容量保持率约为70.0%,具有良好的倍率性和一定的循环稳定性。 展开更多
关键词 NaNi_(0.4)Fe_(0.2)mn_(0.4)o_(2) 钠离子电池 共沉淀 正极材料 过渡金属氧化物
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单晶材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)的合成与性能
4
作者 王洪波 刘燕 +2 位作者 孙静静 刘园 朱智强 《电池》 CAS 北大核心 2024年第4期482-486,共5页
三元正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)具有放电容量高、循环稳定性和热稳定性好的特点,在动力电池中应用广泛。传统多晶材料在充放电过程中会形成晶间微裂纹,影响电化学性能。采用单晶化策略,合成具有片状特征、微米单... 三元正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)具有放电容量高、循环稳定性和热稳定性好的特点,在动力电池中应用广泛。传统多晶材料在充放电过程中会形成晶间微裂纹,影响电化学性能。采用单晶化策略,合成具有片状特征、微米单晶结构的NCM523正极材料,并进行电化学性能测试。在0.2 C倍率下,正极材料在不同电压区间的循环稳定性均较好:电压为3.0~4.3 V时,材料的首次放电比容量、首次库仑效率和100次循环容量保持率分别为161.4 mAh/g、86.5%和89.1%;电压为3.0~4.5 V时,分别为176.7 mAh/g、81.4%和87.3%。材料具有较好的倍率性能,在2.5~4.3 V循环,在0.5 C、1.0 C、2.0 C和3.0 C倍率下的放电比容量分别可达152.4 mAh/g、140.4 mAh/g、123.2 mAh/g和108.6 mAh/g。 展开更多
关键词 lini_(0.5)co_(0.2)mn_(0.3)o_(2)(NCM523) 单晶 三元材料 共沉淀 锂离子电池
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MgF_(2)包覆对锂离子电池正极材料LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)的性能影响 被引量:2
5
作者 张海朗 吴冯杰 王小满 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期153-158,共6页
通过流变相法合成LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)材料,用MgF_(2)包覆对其进行表面修饰改性,来改善高温、高倍率下的循环稳定性。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和充放电测试技术研究MgF_(2)包覆对正极材料的晶体结构、微观形貌和电... 通过流变相法合成LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)材料,用MgF_(2)包覆对其进行表面修饰改性,来改善高温、高倍率下的循环稳定性。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和充放电测试技术研究MgF_(2)包覆对正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。电化学性能测试结果表明,当MgF_(2)的包覆量为1%时,材料的充放电性能和循环性能最好,初始放电比容量为176.2mAh/g;50次循环后,放电比容量仅降到162.9mAh/g,容量保持率最高,为92.4%,表现出良好的电化学稳定性。这些结果表明,通过对LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)表面进行MgF_(2)包覆处理,可以提高材料的电子导电率,减少电极材料与电解液的副反应。MgF_(2)包覆改性使三元正极材料的电化学性能有一定程度的提高。 展开更多
关键词 锂离子电池 lini_(0.4)co_(0.2)mn0.4o_(2) MgF_(2) 包覆 循环性能
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NaAlO_(2)包覆LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)材料用于提高锂离子电池正极材料电化学性能
6
作者 桂娇康 张海朗 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期11106-11112,11119,共8页
锂离子三元正极材料由于其结合了镍酸锂、钴酸锂、和锰酸锂材料的特性一直是人们研究的热点,但不同比例的三元材料有着不同的优势和缺陷。LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)材料虽倍率性能较好但是循环性能比较差,不能满足人们对日常生... 锂离子三元正极材料由于其结合了镍酸锂、钴酸锂、和锰酸锂材料的特性一直是人们研究的热点,但不同比例的三元材料有着不同的优势和缺陷。LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)材料虽倍率性能较好但是循环性能比较差,不能满足人们对日常生活更高的需求。因此提高材料的电化学性能一直是学者们所追求的目标,掺杂和包覆是两种对材料进行改性的有效手段。通过共沉淀法制得LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)并用NaAlO_(2)对LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)进行包覆改性。通过一系列表征手段和电化学测试,证明了NaAlO_(2)包覆LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)材料作为一种方法能明显提高LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)的循环性能和倍率性能,并对电化学性能改善的原因进行了简要地分析。 展开更多
关键词 三元材料 lini_(0.4)co_(0.2)mn_(0.4)o_(2) NaAlo_(2) 包覆 快离子导体 循环性能
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B_(2)O_(3)包覆单晶LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)正极材料的性能 被引量:4
7
作者 何玉林 姚年春 +1 位作者 陈冬 蒋道霞 《电池》 CAS 北大核心 2021年第3期280-283,共4页
采用共沉淀法制备前驱体Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(OH)_(2),再经高温煅烧制备单晶正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(OH)_(2),并进行B_(2)O_(3)包覆(质量分数为0.5%、1.0%和1.5%)。在3.0~4.3 V充放电,包覆量为1.0%的样品以0... 采用共沉淀法制备前驱体Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(OH)_(2),再经高温煅烧制备单晶正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(OH)_(2),并进行B_(2)O_(3)包覆(质量分数为0.5%、1.0%和1.5%)。在3.0~4.3 V充放电,包覆量为1.0%的样品以0.5 C充电、1.0 C放电循环200次的容量保持率为84.58%,5.0 C放电比容量为107 mAh/g,未包覆的样品分别为74.29%、85 mAh/g。B_(2)O_(3)包覆可提高单晶正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(OH)_(2)表面的稳定性,B_(2)O_(3)包覆层作为屏障材料,可阻止HF对基体材料的腐蚀。 展开更多
关键词 B_(2)o_(3)包覆 循环稳定 倍率性能 单晶lini_(0.5)co_(0.2)mn_(0.3)o_(2)(oH)_(2) 正极材料
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高镍正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)的研究进展
8
作者 邢晓轲 卫世乾 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期48-52,共5页
高镍正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM622)由于比容量高、价格低等优点,被认为是最有前景的正极材料之一。在介绍NCM622存在的问题的基础上,分别从合成方法、改进措施等方面进行总结,并对NCM622的未来发展进行展望。
关键词 富镍正极材料 lini_(0.6)co_(0.2)mn_(0.2)o_(2) 合成 改进措施
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石墨烯的制备及其复合导电浆料对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子电池性能的影响 被引量:7
9
作者 匡鲤萍 李贺 +5 位作者 曹景超 涂飞跃 焦灿 宋静雅 谭金黎 王东 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期148-152,共5页
通过化学氧化⁃热还原法制备了高柔韧性、片层少的石墨烯粉体,将其与碳纳米管、炭黑制备出石墨烯复合导电浆料,并分析对比了不同片径的石墨烯复合导电浆料和常规复合导电浆料对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子电池性能的影响。结... 通过化学氧化⁃热还原法制备了高柔韧性、片层少的石墨烯粉体,将其与碳纳米管、炭黑制备出石墨烯复合导电浆料,并分析对比了不同片径的石墨烯复合导电浆料和常规复合导电浆料对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子电池性能的影响。结果表明,石墨烯含有丰富的含氧官能团,复配后的石墨烯复合导电浆料在正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)中可以构建高效的点⁃线⁃面结构的三维空间导电网络,其中,D_(50)片径为11.581μm的石墨烯复合导电浆料电化学性能较为优异,在8C(20 A)大倍率放电条件下容量保持率为104.45%,1C/8C倍率循环200周后电池仍有2121 mAh的容量,容量保持率为87.90%。 展开更多
关键词 石墨烯 粒径 复合导电浆料 锂离子电池 正极材料 lini_(0.5)co_(0.2)mn_(0.3)o_(2) 电化学性能
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废旧动力锂离子电池中LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)正极材料的回收与再利用 被引量:2
10
作者 谭燚 王家乐 +2 位作者 文敏玥 缪畅 肖围 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2021年第11期159-165,共7页
通过碱液浸出法对废旧动力锂离子电池中的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)正极材料进行处理,在NaOH浓度为0.5 mol/L、固液比为0.1 g/mL条件下,25℃超声15 min,浸出率可达100%。将浸出物料通过共沉淀法,控制陈化时间分别为16、20和24 h... 通过碱液浸出法对废旧动力锂离子电池中的LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)正极材料进行处理,在NaOH浓度为0.5 mol/L、固液比为0.1 g/mL条件下,25℃超声15 min,浸出率可达100%。将浸出物料通过共沉淀法,控制陈化时间分别为16、20和24 h制备新NCM523正极材料。当陈化时间为20 h时,SEM结果表明所制备出的材料形貌呈类球型,表面最为光滑。XRD精修数据显示其锂镍混排值最低,为3.21%。将其组装成扣式电池后,在0.1C下首次放电比容量为153.1 mAh/g,库伦效率为83.49%。在2.0C下循环50圈后,放电比容量为120.4 mAh/g,容量保持率为89.9%。 展开更多
关键词 废旧动力锂离子电池 电化学性能 lini_(0.5)co_(0.2)mn_(0.3)o_(2) 共沉淀法
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石墨烯复合导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)动力学及电化学性能的影响 被引量:4
11
作者 夏鼎峰 周苗苗 +3 位作者 郭乾坤 胡顺 邹金 钟盛文 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第3期35-42,共8页
采用循环伏安、交流阻抗法对添加导电炭黑(SP)和导电炭黑复合石墨烯(SP+G)的两组不同导电剂,与LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)组装成的电池进行锂离子脱嵌动力学研究,通过计算锂离子扩散系数探究不同导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.... 采用循环伏安、交流阻抗法对添加导电炭黑(SP)和导电炭黑复合石墨烯(SP+G)的两组不同导电剂,与LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)组装成的电池进行锂离子脱嵌动力学研究,通过计算锂离子扩散系数探究不同导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子脱嵌动力学的影响。电化学性能测试表明,添加单一导电剂SP和复合导电剂SP+G的首次放电比容量分别为166、184 mAh/g,添加复合导电剂SP+G的放电比容量显著提升。 展开更多
关键词 lini_(0.5)co_(0.2)mn_(0.3)o_(2) 锂离子扩散系数 石墨烯 导电炭黑 导电剂
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Li_(2)ZrO_(3)原位包覆提升LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)三元材料电化学性能研究 被引量:2
12
作者 张家祥 田小龙 李西安 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第7期861-865,共5页
高镍三元LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM60)因其具有较高的放电比容量以及能量密度,是一种非常有发展潜力的锂离子电池正极材料。然而由于较为严重的结构/界面恶化现象(如微裂纹,界面副反应等),NCM60材料的电化学性能及循环寿命... 高镍三元LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM60)因其具有较高的放电比容量以及能量密度,是一种非常有发展潜力的锂离子电池正极材料。然而由于较为严重的结构/界面恶化现象(如微裂纹,界面副反应等),NCM60材料的电化学性能及循环寿命受到严重的限制。采用单晶化策略,成功合成出了微米级单晶NCM60正极材料;并以Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)(OH)_(2)前驱体为基体,采用预包覆和共锂化的方法,在单晶正极材料NCM60表面均匀包覆Li_(2)ZrO_(3)快离子导体层。一方面,表面均匀包覆Li_(2)ZrO_(3)层改善了材料充放电过程中锂离子的扩散动力学,有助于降低电极极化程度;另一方面,Li_(2)ZrO_(3)具有稳定的晶体结构,通过与NCM60材料紧密结合,提高材料机械稳定性,有效抑制微裂纹的产生并减轻界面副反应程度。正如预期,适量Li_(2)ZrO_(3)改性的材料(LZO@NCM60)展现出优异的电化学性能,在1 C(170 mA/g)电流密度,2.95~4.6 V电压范围内循环150次后仍有158.5 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达86.7%。深入研究了表面修饰对材料界面机制的影响,对下一代高能锂离子电池正极材料的开发具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 锂离子电池 lini_(0.6)co_(0.2)mn_(0.2)o_(2)正极材料 单晶结构 Li_(2)Zro_(3)原位包覆
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固相法制备Pr_(2)NiO_(4+δ)-La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)中温固体氧化物燃料电池阴极材料 被引量:1
13
作者 韩志颖 白景和 周德凤 《长春工业大学学报》 CAS 2022年第4期567-572,共6页
采用固相法将传统的Pr_(2)NiO_(4+δ)(PNO)与La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF,20 wt.%)进行复合,得到PNO-LSCF复合阴极材料。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对样品的结构以及... 采用固相法将传统的Pr_(2)NiO_(4+δ)(PNO)与La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF,20 wt.%)进行复合,得到PNO-LSCF复合阴极材料。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对样品的结构以及氧空位浓度进行表征,采用交流阻抗谱(AC)测试样品导电性能。结果表明,PNO-LSCF复合阴极可有效地细化晶粒尺寸,提高阴极的比表面积和表面氧空位浓度,提升阴极材料的电化学性能。利用固相法将两种不同晶型的阴极材料复合,为中温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备提供了一种有效策略。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 复合阴极材料 Pr_(2)Nio_(4+δ) La_(0.6)Sr_(0.4)co_(0.2)Fe_(0.8)o_(3-δ)
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高比容量锂离子电池正极材料LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)的制备及性能 被引量:6
14
作者 王恩通 杨林芳 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1209-1215,共7页
以LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)为研究对象,通过共沉淀法制备了不同F物质的量分数(0%、1%、3%、5%)的LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)三元正极材料(NCM),通过对NCM材料的晶格结构、微观形貌、电化学性能进行分析,结果表明:F掺杂后... 以LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)为研究对象,通过共沉淀法制备了不同F物质的量分数(0%、1%、3%、5%)的LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)三元正极材料(NCM),通过对NCM材料的晶格结构、微观形貌、电化学性能进行分析,结果表明:F掺杂后提高了NCM材料的结晶度,降低了阳离子混乱程度,适量的F掺杂有助于减小NCM三元正极材料的尺寸和提高均匀性,F的掺杂还能够降低NCM三元正极材料的极化现象,初始放电比容量随着F的掺杂含量升高呈现出先升高后降低的趋势,循环性能随着F的掺杂得到了提高,F掺杂物质的量分数为3%的NCM三元正极材料初始放电比容量167.2 mA·h/g,容量保持率达到98.5%,阻抗较小,电化学性能最优。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 lini_(0.6)co_(0.2)mn_(0.2)o_(2) F掺杂 比容量 容量保持率
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废旧LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)正极材料还原酸浸与沉淀再生研究
15
作者 何晶晶 费子桐 +1 位作者 孟奇 董鹏 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期47-51,共5页
提出了苹果酸与亚硫酸氢钠还原浸出-碳酸盐沉淀再生废旧锂离子电池正极材料的新方案,考察了搅拌速度、有机酸浓度、亚硫酸氢钠添加量、浸出温度、浸出时间对Li、Co、Ni、Mn元素浸出率的影响。结果表明,最佳浸出条件为搅拌速度400 r/min... 提出了苹果酸与亚硫酸氢钠还原浸出-碳酸盐沉淀再生废旧锂离子电池正极材料的新方案,考察了搅拌速度、有机酸浓度、亚硫酸氢钠添加量、浸出温度、浸出时间对Li、Co、Ni、Mn元素浸出率的影响。结果表明,最佳浸出条件为搅拌速度400 r/min,苹果酸浓度2.5 mol/L,亚硫酸氢钠添加量1.25 mol/L,浸出温度90℃,浸出时间120 min;此条件下,Li、Co、Ni、Mn的浸出率分别达到99.91%、98.14%、99.27%、98.43%。借助XRD、SEM、电化学测试手段分析了再生正极材料的性能。结果表明,再生LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)正极材料首圈放电比容量为175.5 mA·h/g, 200圈循环容量保持率高达71.96%,再生正极材料性能较优。 展开更多
关键词 废旧锂离子电池 lini_(0.5)co_(0.2)mn_(0.3)o_(2) 正极材料 还原酸浸 沉淀再生
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Direct regeneration of LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2) cathode material from spent lithium-ion batteries 被引量:3
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作者 Xiaodong Tang Qiankun Guo +1 位作者 Miaomiao Zhou Shengwen Zhong 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第12期278-286,共9页
At present,metal ions from spent lithium-ion batteries are mostly recovered by the acid leaching procedure,which unavoidably introduces potential pollutants to the environment.Therefore,it is necessary to develop more... At present,metal ions from spent lithium-ion batteries are mostly recovered by the acid leaching procedure,which unavoidably introduces potential pollutants to the environment.Therefore,it is necessary to develop more direct and effective green recycling methods.In this research,a method for the direct regeneration of anode materials is reported,which includes the particles size reduction of recovered raw materials by jet milling and ball milling,followed by calcination at high temperature after lithium supplementation.The regenerated LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2) single-crystal cathode material possessed a relatively ideal layered structure and a complete surface morphology when the lithium content was n(Ni+Co+Mn):n(Li)=1:1.10 at a sintering temperature of 920 0 C,and a sintering time of 12 h.The first discharge specific capacity was 154.87 mA·h·g^(-1) between 2.75 V and 4.2 V,with a capacity retention rate of 90% after 100 cycles. 展开更多
关键词 Spent lithium-ion batteries lini_(0.5)co_(0.2)mn_(0.3)o_(2)cathode material Direct regeneration
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O_(3)-NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)正极Na^(+)传输动力学及相变机制 被引量:1
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作者 周亚男 滑纬博 周德重 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1011-1017,共7页
钠离子电池因其成本低廉、环境友好且与锂离子电池工作原理相似,在大规模储能领域极具应用潜力。作为决定电池能量密度的关键组成部分,O3型钠基层状过渡金属氧化物因高容量、合成简单等优势在众多正极材料中脱颖而出。然而,Na^(+)在O3... 钠离子电池因其成本低廉、环境友好且与锂离子电池工作原理相似,在大规模储能领域极具应用潜力。作为决定电池能量密度的关键组成部分,O3型钠基层状过渡金属氧化物因高容量、合成简单等优势在众多正极材料中脱颖而出。然而,Na^(+)在O3结构中八面体位点间的迁移需克服较大的能垒,最终导致复杂反应相变的发生和容量快速衰减。因此,探究O3型正极材料电化学反应过程中Na^(+)脱嵌行为与结构演变的构效关系对开发高性能正极材料至关重要。本工作以O_(3)-NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)(O3-NFM)正极为研究对象,对其电化学性能、Na^(+)传输动力学性质及相变机制展开了系统研究。电化学测试结果表明,O3-NFM在充电至高压(4.3 V)时可脱出0.84 mol Na^(+),发挥约201.9 mAh/g的比容量,但可逆性欠佳。当截止电压为4.0 V时,该正极材料循环性能优异,原位XRD结果进一步证明了电化学反应过程中O3-P3/O3-P3-P3/O3-O3的可逆结构转变。循环伏安(CV)曲线和恒电流间歇滴定技术(GITT)结果表明其具有快速的钠离子扩散速率,从而表现出较好的倍率性能。本研究为探索以O3-NFM为基础的正极材料结构设计及性能调控提供了理论基础。 展开更多
关键词 钠离子电池 过渡金属氧化物 o_(3)-NaNi_(0.4)Fe_(0.2)mn_(0.4)o_(2) 原位XRD
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Al掺杂对LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)三元材料性能的影响
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作者 王思亮 武小兰 白志峰 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1085-1089,共5页
采用共沉淀法制备了Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)(OH)_(2)前驱体,再通过高温固相法制备了不同Al掺杂量(0,1%,2%和3%)(摩尔分数)的LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM622)三元材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试等对NCM622三元材料的物... 采用共沉淀法制备了Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)(OH)_(2)前驱体,再通过高温固相法制备了不同Al掺杂量(0,1%,2%和3%)(摩尔分数)的LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM622)三元材料。通过XRD、SEM和恒流充放电测试等对NCM622三元材料的物相结构、微观形貌和电化学性能等进行了分析。结果表明,所有NCM622三元材料的特征衍射峰基本一致,结晶度较高,Al的引入使NCM622三元材料晶体结构中的Li^(+)和Ni^(2+)的混乱程度降低;所有NCM622三元材料的尺寸基本都在100~150 nm左右,呈现出片状结构,掺入Al后,材料的颗粒尺寸减小且分布更均匀,这缩短了材料中Li^(+)的扩散,提升了材料的充放电循环性能;所有NCM622三元材料的电压平台基本一致,材料内部无相变发生,随着Al含量的增加,材料的初始放电比容量逐渐增加,且充放电曲线的交叉点有右移趋势,Al的引入降低了材料的极化,提高了材料在放电过程中的稳定性。当Al含量为3%(摩尔分数)时,材料的初始放电比容量达到最大,为179.6 mAh/g,经过30次循环后,容量保持率为96.83%,且极化程度最低,该掺杂比例下制备的NCM622三元材料的电化学性能最佳。 展开更多
关键词 AL掺杂 lini_(0.6)co_(0.2)mn_(0.2)o_(2)三元材料 电化学性能 稳定性
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LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)/Si-C软包装电池循环失效分析 被引量:1
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作者 郑舒 李保鹏 +1 位作者 常艳 蔡洪波 《电池》 CAS 北大核心 2021年第2期173-177,共5页
以LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM622)/硅-石墨(Si-C)软包装电池作为研究对象,通过平均电压、d Q/d U曲线、SEM、透射电子显微镜(TEM)、XRD和X射线能谱仪(EDS)等方法,研究软包装电池常温循环失效的原因。NCM622/Si-C软包装电池以... 以LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM622)/硅-石墨(Si-C)软包装电池作为研究对象,通过平均电压、d Q/d U曲线、SEM、透射电子显微镜(TEM)、XRD和X射线能谱仪(EDS)等方法,研究软包装电池常温循环失效的原因。NCM622/Si-C软包装电池以1 C在3.0~4.3 V循环300次,容量保持率为79.1%,循环过程中电池整体厚度逐渐增大,全荷电态下循环300次,厚度较循环前增加11.25%,主要由负极膨胀引起。在循环过程中,NCM622正极材料晶体结构保持完整,但有活性物质颗粒出现微裂纹;Si-C负极嵌锂膨胀、脱锂收缩,使硅颗粒破碎,负极材料表面固体电解质相界面(SEI)膜不断修复生长,从而消耗可逆的活性锂,这是电池循环容量衰减的主要原因。 展开更多
关键词 lini_(0.6)co_(0.2)mn_(0.2)o_(2) 硅-石墨(Si-C)负极 平均电压法 失效
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亲锂电解液在LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_(2)/Li二次锂金属电池中的电化学性能 被引量:1
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作者 黄杜斌 王培民 邬金龙 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期298-306,共9页
金属锂电池被认为是具有良好前景的下一代高能量密度电池。然而,传统的碳酸酯类电解液与锂的亲和性差,在循环过程中由于锂枝晶的生长和固体电解质膜(SEI)的不稳定导致金属锂电池性能快速衰减。采用1.2 mol/L六氟磷酸锂(LiPF_(6))/二氟... 金属锂电池被认为是具有良好前景的下一代高能量密度电池。然而,传统的碳酸酯类电解液与锂的亲和性差,在循环过程中由于锂枝晶的生长和固体电解质膜(SEI)的不稳定导致金属锂电池性能快速衰减。采用1.2 mol/L六氟磷酸锂(LiPF_(6))/二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)/氟代碳酸乙烯酯(FEC)/碳酸二乙酯(DEC),并添加了双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)作为电解液,对其在LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_(2)/40μm-Li(单位面积上负/正极材料的实际容量的比N/P=2.85)电池中的电化学性能进行了研究。LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_(2)/40μm-Li电池表现出优异的循环稳定性(循环120圈后,容量保持率>93%)和倍率性能(3C倍率下放电比容量为110 mA·h/g)。良好的电化学性能主要归因于该电解液可以在金属锂表面形成致密且稳定的SEI,并抑制锂枝晶的产生。 展开更多
关键词 金属锂电池 双三氟甲磺酰亚胺锂 lini_(0.6)mn_(0.2)co_(0.2)o_(2) 薄锂
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