正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的结构、性能及制备技术研究

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LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的晶体结构和作为锂离子电池正极材料的电化学反应特征及热稳定性,总结了制备技术对其性能的影响,以及不同掺杂元素(Mg、Al、Ti、Cr、F等)对其的改性作用,并展望了正极材料LiNi_(1/3)CO_(1/3)Mn_(1/3)O_2的发展。

改性LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的合成及其电化学性能

采用固相反应法制备Mg2+掺杂的锂离子电池正极材料LiNil/3Col/3Mnl/3O2,并将Mg2+最佳掺杂量为0.03(摩尔分数)的样品进行CuO复合。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电池测试系统等手段对制备的LiNil/3Col/3Mnl/3O2样品的结构、形貌及电化学性能进行表征。结果表明:Mg2+掺杂没有改变LiNil/3Col/3Mnl/3O2的层状结构,Mg2+掺杂量为0.03的LiNil/3Col/3Mnl/3-0.03Mg0.03O2材料具有最好的电化学性能和循环性能,在0.2C倍率下,首次放电比容量达158.5 mA·h/g,10次循环后容量保持率为91.2%。添加CuO的LiNil/3Col/3Mnl/3-0.03Mg0.03O2的首次放电容量为167.4 mA·h/g,高电压下达到181.0 mA·h/g;循环10次后,放电比容量为159.4 mA·h/g,容量保持率为95.3%,改性后的放电比容量、循环性能及在高倍率和高电压下的性能均得到改善。

改进共沉淀法制备LiCo_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料

采用改进共沉淀法制备LiC01／3Nil／3Mnl／3O2正极材料，该法与传统共沉淀法相比，在共沉淀的过程中增加络合N（Nrl3H20）和分散N（PEO）。对比研究2种方法制得的产品的形貌和性能。研究结果表明：采用改进共沉淀法制备得到的NIl／3Co1／3Mnl／3（OH）2前躯体呈球形二次颗粒，粒径为2μm左右，是由球形和片状的一次颗粒组装而成；其与LiOH充分研磨煅烧制得的正极材料LiC01／3Nil，3Mnl，302，振实密度达到2．78g／cm3，在0．2C倍率和2．80～4．25V的电压范围内，首次充、放电比容量分别为185．2和158．3mA-h／g，30次循环后放电比容量为142．8mA-h／g，容量保持率高达90．2％，电化学性能得到很大的改善。

冷轧变形量对Mn13耐磨钢组织和性能的影响

采用拉力试验、金相检验、X-射线衍射分析（XRD）和透射电镜（TEM）研究了冷轧变形量（12.7%~38.3%）对耐磨钢Mn13（/%：0.98C,0.45Si,13.1Mn,0.024P,0.002S,0.65Cr,0.06Mo,0.05V）7.0~10.0 mm板力学性能、组织和相对导磁率的影响。结果表明,随着冷轧变形量增加,Mn13钢的强度、表面硬度及屈强比等明显增加,当变形量由0增加至38.3%时,钢的抗拉强度、表面硬度（HB）值和屈强比分别由1 030 MPa,305和0.50提高至1 450 MPa,460和0.79,同时伸长率由28%降至2.5%。加工硬化过程中,没有发生马氏体转变,形变孪晶的数量和位错密度增加,大量的形变孪晶、高密度位错是Mn13钢产生加工硬化的主要原因。

Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3包覆LiNi_(l/3)Co_(1/3)Mn_(l/3)O_2材料的研究

以Li0.5La0.5TiO3为包覆物,制备了固体电解质包覆的LiNil/3Co1/3Mnl/3O2正极材料。采用XRD、SEM对材料进行了表征:XRD显示未包覆的材料具有α-NaFeO2层状结构,粒径在200～300nm之间,包覆后材料粒径略有增大,包覆层具有ABO3型固体电解质结构。包覆层的致密程度及材料的循环稳定性与热处理温度有关。包覆后400℃热处理得到的材料首次放电比容量为185mAh/g,较未包覆材料容量有所提高,50次循环后其容量仍能达到156.5mAh/g,表明包覆物Li0.5La0.5TiO3对LiNil/3Co1/3Mnl/3O2具有保护作用。

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

介绍了比容量高、循环性能优异、成本较低的LiNil/3Co1/3Mnl/3O2正极材料近年来在合成技术及其掺杂改性、表面修饰等方面所取得的成果和进展,并对其未来的发展趋势进行了展望。

连铸生产Mn13板坯表面纵裂控制

针对Mn13钢种在板坯连铸生产时发生表面纵裂纹缺陷的问题,结合Mn13材料凝固的特点,在工业生产中对浇铸过热度、拉速、水口对中、水口插入深度等工艺参数进行摸索,优化了保护渣化渣条件,保证了液渣在弯月面的均匀流入,改善了结晶器润滑与铸坯传热,控制了初生坯壳生长的均匀性,从而解决了Mn13板坯的表面纵裂纹缺陷,实现了Mn13的板坯多炉连铸生产,提高了铸坯合格率,由50%以下提高到96%。

改善锂离子电池正极材料LiNi_(l/3)Co_(l/3)Mn_(l/3)O_2性能的方法

锂离子二次电池新型正极材料的开发是当前研究的热点之一.三元材料作为一种新型的锂离子正极材料,以其比容量高、嵌脱锂电位高和振实密度高等特性,受到研究者的广泛关注.其理论容量为277.8mAh/g,具有α-NaFeO2型层状岩盐结构.本文对该材料结构性能进行了简单概述;重点论述了针对改善其阳离子混排、大电流容量衰减和过渡金属溶出问题的制备和改性方法;讨论分析了各种合成方法的制备工艺及所得材料的电化学性能;总结了目前对该材料重点关注问题的研究现状,最后对层状三元正极材料的发展进行了展望.

锂离子电池正极废料中有价元素的选择性回收及其动力学模型

以LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极片生产废料为原料,用实验室自行研发的有机酸浸取剂IPE-A分离正极片中的铝箔,并对其中的有价元素进行选择性回收.结果表明,浸取剂IPE-A浓度3.5 mol/L、还原剂H_2O_2 4%(Φ)、固液比40 g/L、60℃水浴加热、反应40 min时,Li的浸出率为98.17%,Ni,Co,Mn的浸出率分别达93.45%,94.54%,96.41%,正极废料中铝箔集流体中的Al浸出率仅为2.07%,达到了很好的分离回收效果.采用Avrami方程描述浸取剂IPE-A浸出反应的动力学,浸出Ni,Co,Mn,Li的活化能分别为36.30,36.71,36.47,33.21 kJ/mol,化学反应为浸出过程的控速步骤.