Zr浓度梯度掺杂改性NCM811高镍三元正极材料的研究 被引量：1

1

作者 张圆雪 牟粤 +4 位作者 文越华 李萌 王跃 朱振威 孟闻捷 《沈阳理工大学学报》 CAS 2024年第1期75-82,共8页

高镍三元电极材料是高比能量锂离子电池最具应用前景的正极材料,但随着镍含量增大,其结构稳定性变差。为此,本文制备了Zr浓度梯度掺杂改性的NCM811(Zr-PCG)高镍三元正极材料,探究了Zr掺杂量对材料结构、形貌、元素分布、电化学性能的影... 高镍三元电极材料是高比能量锂离子电池最具应用前景的正极材料,但随着镍含量增大,其结构稳定性变差。为此,本文制备了Zr浓度梯度掺杂改性的NCM811(Zr-PCG)高镍三元正极材料,探究了Zr掺杂量对材料结构、形貌、元素分布、电化学性能的影响及其机制,以改善其结构稳定性和循环性能。结果表明,Zr掺杂由内向外呈渐进式梯度设计,高结合能的Zr—O键可有效抑制游离氧的析出,掺杂量为1%的1.0 Zr-PCG电极材料晶体结构稳定性最优,同时Zr掺杂也显著提高了电极的热稳定性。1.0 Zr-PCG电极在1C下的初始放电比容量达到193.1 mAh/g,循环200次后,容量保持率为近90%,明显高于未掺杂NCM811电极的容量保持率(82.4%);充放电倍率增至10C,1.0 Zr-PCG电极仍可放出152.7 mAh/g的容量,表现出优异的倍率性能。 展开更多

关键词 高比能量 锂离子电池 高镍三元正极 Zr掺杂 梯度掺杂

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氮化碳包覆LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极用于高能量密度和长寿命锂电池

2

作者 段振亮 邱祥云 郭向欣 《电池工业》 CAS 2024年第3期142-149,共8页

高容量的富镍层状氧化物是二次锂基电池系统中很有前途的正极材料。然而,其较差的离子导电性和电极/电解液界面处的副反应导致其倍率和循环性能不理想。本文利用离子导电率优异的二维材料gC_(3)N_(4)对富镍材料LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0... 高容量的富镍层状氧化物是二次锂基电池系统中很有前途的正极材料。然而,其较差的离子导电性和电极/电解液界面处的副反应导致其倍率和循环性能不理想。本文利用离子导电率优异的二维材料gC_(3)N_(4)对富镍材料LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)实现均匀包覆,包覆层gC_(3)N_(4)可有效抑制富镍材料寿命过程中的结构退化和晶间裂纹,并阻止活性材料与电解液的直接接触,从而稳定电极/电解液界面,防止副反应的发生。此外,g-C_(3)N_(4)的包覆增强了表观锂离子扩散系数方面的锂脱/嵌动力学,所合成的包覆材料在3~4.5 V、1 C下循环200次后的容量高达175.2 mAh/g,而在5 C下仍能获得154.3 mAh/g的可逆容量,大大优于未包覆材料性能表现。本研究为构建具有优异综合性能的高镍三元金属氧化物正极超薄界面层提供了新思路。 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍三元正极 二维材料gC_(3)N_(4) 包覆

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高镍三元高比能固态锂离子电池的研究进展

3

作者 张雅岚 苑志祥 +2 位作者 张浩 张建军 崔光磊 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1724-1738,共15页

在全球“碳达峰、碳中和”双碳战略的宏观大背景下,新能源汽车以其绿色低碳、清洁可持续等优点已经成为传统燃油车的理想替代品,并且在未来交通行业极具发展优势.然而随着电动汽车对更长续航里程和更高安全性能要求的不断攀升,作为电动... 在全球“碳达峰、碳中和”双碳战略的宏观大背景下,新能源汽车以其绿色低碳、清洁可持续等优点已经成为传统燃油车的理想替代品,并且在未来交通行业极具发展优势.然而随着电动汽车对更长续航里程和更高安全性能要求的不断攀升,作为电动汽车能源供给核心的液态锂离子电池无论是能量密度还是安全性,均已经捉襟见肘.因为目前采用传统液态碳酸酯电解液的锂离子电池存在易泄露、易挥发、易燃烧和易爆炸等重大安全隐患,且能量密度已经接近其理论能量密度上限.因此,亟待颠覆性储能技术的出现.采用固态电解质构建的高镍三元/石墨(或硅碳)固态锂离子电池,同时兼顾了高能量密度和高安全特性,是液态锂离子电池的升级版本.笔者调研发现:截至目前采用固态电解质构建高安全、高能量密度的高镍三元/石墨(或硅碳)固态锂离子电池已经取得相当大的研究进展,因此本文从无机固态电解质和聚合物固态电解质两方面对构建的高镍三元/石墨(或硅碳)固态锂离子电池研究进展以及固态锂离子电池的界面稳定机制进行了详细阐述.还对高镍三元/石墨(或硅碳)固态锂离子电池所存在的挑战以及未来发展趋势进行了详细展望. 展开更多

关键词 高安全锂离子电池 高镍三元正极 石墨(或硅碳负极) 固态电解质 界面化学

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高镍三元锂离子电池衰减机制研究展望 被引量：1

4

作者 王澎 窦悦珊 +2 位作者 赵星 李宁 董红磊 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期29-43,共15页

磷酸铁锂(LFP)和锰酸锂(LMO)为正极材料的锂离子电池早已被系统研究并广泛应用于市场.随着纯电动汽车、混合动力汽车等高速发展,人们对续航里程有更高的追求,而LFP和LMO二者的比能量仅在100~150 Wh/kg,难以维持远距离的使用需求,具有高... 磷酸铁锂(LFP)和锰酸锂(LMO)为正极材料的锂离子电池早已被系统研究并广泛应用于市场.随着纯电动汽车、混合动力汽车等高速发展,人们对续航里程有更高的追求,而LFP和LMO二者的比能量仅在100~150 Wh/kg,难以维持远距离的使用需求,具有高比能量的高镍三元锂离子电池能很好满足上述要求.然而,高镍三元电池的容量衰减较快、安全性问题等有待进一步研究,使其更好地应用于新能源汽车领域.本研究重点聚焦高镍三元锂离子电池性能衰减机制研究,分别从高镍三元锂离子电池的三大要素正极、负极和电解液入手,探究其根本的衰减原理,找到制约高镍三元锂离子电池发展的主要因素,以便于通过高镍材料掺杂修饰、表面包覆等改性策略,促进高镍三元锂离子电池的进一步发展. 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍三元正极 硅负极 电解液 衰减机制

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氟化物和硼酸复合包覆对高镍正极性能的影响 被引量：1

5

作者 褚曼曼 于建 张兴旺 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第8期845-849,共5页

高镍三元材料能量密度高和成本低,但使用中经常遭受性能衰退问题,这限制了其大规模应用。金属氟化物经常被用来包覆正极材料以改善其电化学性能,但其制备过程复杂、包覆层不均匀、可能生成强腐蚀性气体等。提供了一种简单通用的复合包... 高镍三元材料能量密度高和成本低,但使用中经常遭受性能衰退问题,这限制了其大规模应用。金属氟化物经常被用来包覆正极材料以改善其电化学性能,但其制备过程复杂、包覆层不均匀、可能生成强腐蚀性气体等。提供了一种简单通用的复合包覆策略,实现了高镍三元正极材料的均匀包覆并增强了其电化学性能。利用一步球磨法在高镍材料表面包覆了薄且均匀的氟化铈和硼酸锂涂层。该复合涂层没有影响材料的层状结构,反而促进了Li^(+)的脱出和嵌入过程。同时,均匀致密的涂层可以充当保护层以阻挡电解液腐蚀,减轻了电极与电解液之间的副反应带来的不利影响。因此,改性正极发挥了205.1 mAh/g的高比容量(裸样为198.0 mAh/g)和45℃循环300次后91.5%的容量保持率(市售样品为88.3%)。进一步使用其他常见的氟化物代替氟化铈,达到了类似的改善效果,特别是存储产气性能。这为设计商业化应用的高镍正极材料提供了一条通用的思路和有益的借鉴。 展开更多

关键词 高镍三元正极 氟化物 硼酸 复合包覆 电化学性能

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高镍三元正极材料容量衰减机理及改性方法 被引量：7

6

作者 王博 张飞龙 +2 位作者 艾灵 王超 李世友 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期195-203,共9页

高镍三元正极材料因高容量、高功率等优势已成为大型动力锂离子电池的首选正极材料。然而,高镍三元正极材料存在循环稳定性差、容量衰减快等缺点。最新研究指出阳离子混排、过渡金属元素析出、氧空位等是造成材料相变的直接原因,而界面... 高镍三元正极材料因高容量、高功率等优势已成为大型动力锂离子电池的首选正极材料。然而,高镍三元正极材料存在循环稳定性差、容量衰减快等缺点。最新研究指出阳离子混排、过渡金属元素析出、氧空位等是造成材料相变的直接原因,而界面膜、过充、微裂纹等能进一步加速材料的容量衰减;元素掺杂、表面包覆和材料复合等作为当下最主流的改性技术,能显著抑制材料的容量衰减。本文综述了高镍三元材料容量衰减机理以及改性研究的现状,同时对其今后的发展方向做出了展望。 展开更多

关键词 高镍三元正极材料 相变 容量衰减 改性 锂离子电池

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单晶高镍三元正极材料的合成及改性

7

作者 吴涵锋 邓久帅 +3 位作者 刘晋利 吴英强 王莉 何向明 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第6期827-839,共13页

随着便携式电子产品、电动汽车领域的快速发展,高能量密度锂离子电池的需求度正在日益增加。镍含量在0.6(含)以上的高镍三元材料体系(如LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2),LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)和LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05... 随着便携式电子产品、电动汽车领域的快速发展,高能量密度锂离子电池的需求度正在日益增加。镍含量在0.6(含)以上的高镍三元材料体系(如LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2),LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)和LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2))在截止电压为4.3 V(vs Li^(+)/Li)的条件下,可逆比容量超过200 m Ah·g^(-1),是高比容量正极的重要发展方向。然而,多晶三元材料的机械强度和压实密度较低,且颗粒中的一次晶粒间存在各向异性,导致在充放电过程中会在多晶颗粒内产生晶间裂纹,电解液会沿晶间裂纹向颗粒内部渗透,从而加剧电极-电解液副反应、恶化电池的循环性能和安全性能。采用无晶界的单晶结构设计可以减少晶间裂纹的形成、抑制界面副反应和提高循环稳定性。本文将对单晶高镍三元材料的优势与存在问题进行综述,并对其合成方法和改性策略进行分析,最后,对单晶高镍三元材料的应用前景与面临的挑战进行评述与展望。 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍三元正极材料 单晶 多晶

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共沉淀法优化高镍LiNi_(0.834)Co_(0.11)Mn_(0.056)O_(2)正极材料的结构和性能

8

作者 曲亚东 蒋明珠 +5 位作者 赵子祥 苗子墨 郑旭日 苏欢 邹康宇 李灵均 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期81-90,114,共11页

【目的】分析共沉淀法合成高镍前驱体Ni_(0.834)Co_(0.11)Mn_(0.056)(OH)_(2)的工艺条件对相应正极性能的影响,并找到最佳合成条件。【方法】在不同氨水浓度和反应溶液pH下合成前驱体和对应的正极材料,分析合成工艺条件参数对结构、微... 【目的】分析共沉淀法合成高镍前驱体Ni_(0.834)Co_(0.11)Mn_(0.056)(OH)_(2)的工艺条件对相应正极性能的影响,并找到最佳合成条件。【方法】在不同氨水浓度和反应溶液pH下合成前驱体和对应的正极材料,分析合成工艺条件参数对结构、微观形貌、电化学性能的影响规律。【结果】在氨水质量浓度为11 g/L、pH为11.0时,制备的Ni_(0.834)Co_(0.11)Mn_(0.056)(OH)_(2)正极材料一次颗粒致密、球形度高、粒径适中,具备最优的电化学性能:在0.1 C倍率下的首次放电比容量为205.6 mAh/g,首圈库仑效率为88.74%;在10.0 C大电流密度下的放电比容量为150.7 mAh/g;在1.0 C倍率下循环300圈后,容量保持率高达80.18%。【结论】氨水浓度和反应溶液pH通过影响溶液过饱和度,从而影响了晶体成核和生长,改变了前驱体的形貌、粒径和成分,而正极材料继承了对应前驱体的形貌特征,其电化学性能也受前驱体合成工艺的影响。 展开更多

关键词 共沉淀法 前驱体 工艺条件 高镍三元正极材料 电化学性能

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单晶高镍三元正极材料的制备及改性研究进展

9

作者 肖围 易志成 +2 位作者 刘程锦 万佳祥 缪畅 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第4期1-7,共7页

介绍了单晶高镍三元正极材料的结构特点,总结了单晶高镍三元正极材料常见的制备工艺,并探讨了近年来材料性能改善的主要策略,可为高性能单晶高镍三元正极材料的规模化生产提供借鉴和参考。

关键词 单晶 高镍三元正极材料 锂离子电池 制备方法 改性策略 掺杂 表面包覆

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火焰喷雾热解法生产锂离子电池高镍三元正极材料的技术经济分析

10

作者 杜文 王君雷 +2 位作者 徐运飞 李世龙 王昆 《储能科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期345-357,共13页

正极材料约占锂离子电池制造成本的三成,是影响动力电池价格的主要因素;采用火焰喷雾热解法生产三元正极材料能耗低、设备少,可降低锂离子电池的制造成本。本文研究的主要目标是定量评估采用火焰喷雾热解法生产高镍三元正极材料的技术... 正极材料约占锂离子电池制造成本的三成,是影响动力电池价格的主要因素;采用火焰喷雾热解法生产三元正极材料能耗低、设备少,可降低锂离子电池的制造成本。本文研究的主要目标是定量评估采用火焰喷雾热解法生产高镍三元正极材料的技术经济可行性。计算火焰喷雾热解法生产LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O(2)(NCM811)的原料、燃料、排放产物质量流量和盈亏平衡条件下的最低销售价格,并与传统共沉淀法比较。技术分析中物料与能量平衡计算结果表明,火焰喷雾热解法可使CO_(2)排放、电力消耗和用水消耗分别降低约41%、85%和29%。经济分析结果显示,盈亏平衡条件下NCM811材料的最低售价为221.1 CNY/kg,较当前市场销售价低约18%。最后,针对材料最低售价的敏感性分析结果显示,原材料成本是最敏感的因素,当原料价格降低25%时,盈亏平衡点售价可达172.0 CNY/kg。 展开更多

关键词 火焰喷雾热解 技术经济分析 高镍三元正极材料 锂离子电池

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多功能过滤机的研制及应用 被引量：2

11

作者 张曼曼 向波 +1 位作者 张德友 陈崔龙 《电池》 CAS 北大核心 2023年第3期281-283,共3页

针对高镍三元正极材料工业生产存在的设备种类多、功能单一、洗涤效果差和自动化程度低等问题,进行设备功能集成、结构创新。在过滤机上增加真空上料机构、搅拌混合机构和干燥机构,研制集真空上料、搅拌混合、打浆洗涤、压滤吹干和干粉... 针对高镍三元正极材料工业生产存在的设备种类多、功能单一、洗涤效果差和自动化程度低等问题,进行设备功能集成、结构创新。在过滤机上增加真空上料机构、搅拌混合机构和干燥机构,研制集真空上料、搅拌混合、打浆洗涤、压滤吹干和干粉出料于一体的多功能过滤机;改进现有的洗涤结构、洗涤模式,降低表面残碱、钠离子和硫酸根离子含量,并减少洗涤液用量;开发的自动控制系统相关配套技术可实现生产过程的全密闭自动控制,优化材料生产过程。在多家三元正极材料生产企业进行应用,发现技术优势明显,可在提高产能的同时减少废水的排放,并得到钠(Na)质量分数为0.015%、硫(S)质量分数为0.140%、磁性异物质量分数不超过5.0×10^(-6)%的高品质前驱体产品。 展开更多

关键词 多功能过滤机 高镍三元正极材料 前驱体

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锂离子电池高镍三元正极材料改性研究进展

12

作者 赵亮 王甲泰 +5 位作者 张一博 唐浩 徐源 胡雷雷 吴熹 康宇龙 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期9064-9070,共7页

高镍三元正极材料具有能量密度大,电压平台高,无记忆效应等优势,受到研究者们的广泛关注。但受限于其循环稳定性差,阳离子混排,热稳定性差等缺陷,高镍三元正极仍需进行广泛深入的研究。围绕高镍三元正极材料的不足,概括了近年来离子掺... 高镍三元正极材料具有能量密度大,电压平台高,无记忆效应等优势,受到研究者们的广泛关注。但受限于其循环稳定性差,阳离子混排,热稳定性差等缺陷,高镍三元正极仍需进行广泛深入的研究。围绕高镍三元正极材料的不足,概括了近年来离子掺杂、表面包覆、共改性、浓度梯度、电解质改性和结构调控等改性策略的最新进展,并对未来的研究方向进行了探讨与展望。 展开更多

关键词 高镍三元正极材料 离子掺杂 表面包覆 共改性

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高镍三元正极材料的表面包覆策略 被引量：5

13

作者 王弈艨 刘凯 王保国 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1514-1529,I0004,共17页

锂离子电池(LIBs)因具有更高的重量/体积能量密度、更长的使用寿命、更低的自放电率等优点而逐渐被广泛应用.相比于已经广泛使用的钴酸锂和磷酸铁锂等正极材料,高镍三元正极材料Li[Ni_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)]O_(2)(NCM)以其高电压和高容... 锂离子电池(LIBs)因具有更高的重量/体积能量密度、更长的使用寿命、更低的自放电率等优点而逐渐被广泛应用.相比于已经广泛使用的钴酸锂和磷酸铁锂等正极材料,高镍三元正极材料Li[Ni_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)]O_(2)(NCM)以其高电压和高容量等优点,逐渐成为下一代高能锂离子电池的首选正极材料之一.尽管高镍NCM正极材料具有上述优点,但在进一步的实际应用前还需解决其循环稳定性、倍率性能和安全性等问题,这些问题主要源于NCM材料本身的晶体结构不稳定、正极-电解液间界面副反应及高界面电阻等.针对这些问题,目前对高镍NCM正极电化学性能优化的大量研究都与电极-电解液界面有关,如何通过改善界面稳定性、增加离子在固液界面的迁移率、抑制界面副反应、提高正极材料的稳定性进而改善电池性能成为了关注焦点.本文总结了目前对于其电化学性能衰减的机理解释,分类概括了包括电化学惰性包覆锂、残积物清除剂包覆和锂离子良导体包覆等对于高镍NCM正极材料的颗粒表面包覆策略,简述了一些新兴的包覆策略,并对高镍NCM正极材料的发展方向和前景提出了展望. 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍三元正极材料 表面包覆 固液界面

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锂离子电池高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)研究进展 被引量：5

14

作者 李越珠 黄兴文 +2 位作者 廖松义 刘屹东 闵永刚 《广东工业大学学报》 CAS 2021年第5期68-74,共7页

锂离子电池具有循环寿命高、无记忆效应等优点,被广泛应用于电子消费产品及电动汽车等诸多领域。伴随着国内电动汽车的快速发展,对锂离子电池的能量密度、安全性能、成本、热稳定性、循环寿命等提出了更高的要求。电池性能的提升取决于... 锂离子电池具有循环寿命高、无记忆效应等优点,被广泛应用于电子消费产品及电动汽车等诸多领域。伴随着国内电动汽车的快速发展,对锂离子电池的能量密度、安全性能、成本、热稳定性、循环寿命等提出了更高的要求。电池性能的提升取决于电极材料的改善,而正极材料作为锂离子电池的核心组成部分,将直接影响整个电池的性能。高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(以下简称为NCM811)由于极高的放电比容量(>200 mAh/g)而吸引了越来越多人的关注。但是,NCM811较差的热稳定性、循环倍率性以及安全性限制了它在实际中的大规模应用。本文结合NCM811的晶体结构、合成方法以及目前存在的主要问题,阐述了近几年国内外改善NCM811的电化学性能研究,并重点介绍表面包覆、离子掺杂和添加剂改性技术对NCM811电化学性能的影响。 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍三元正极材料 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811) 改性技术 导电添加剂

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单晶高镍三元正极材料研究进展 被引量：1

15

作者 何晶晶 李勇 +2 位作者 段建国 董鹏 张英杰 《有色设备》 2023年第1期124-131,共8页

高镍系三元正极材料(Ni≥60%)因高能量密度、低毒性、低污染性和低廉的价格成为当前锂离子电池体系中最具发展潜力的电池材料之一。目前,商用的高镍系三元正极材料多为团聚型的多晶材料,团聚型的多晶材料在充放电过程中由于体积膨胀会... 高镍系三元正极材料(Ni≥60%)因高能量密度、低毒性、低污染性和低廉的价格成为当前锂离子电池体系中最具发展潜力的电池材料之一。目前,商用的高镍系三元正极材料多为团聚型的多晶材料,团聚型的多晶材料在充放电过程中由于体积膨胀会出现微裂纹,导致电极材料与电解液反应加剧,进而引起结构坍塌,研究表明,微裂纹的产生是高镍三元正极材料(Ni≥60%)在使用过程中容量衰退的主要原因。而单晶高镍三元正极材料由于无内部晶界可彻底解决微裂纹产生的问题,备受国内外广大专家、学者的关注。此外,其较高的压实密度、良好的热稳定性、长循环寿命也让其具有进一步替代多晶材料的潜力。本文结合单晶高镍正极材料行业现状,对其采用不同的制备方法进行归纳,为企业的前沿布局提供了借鉴和参考。 展开更多

关键词 锂离子电池 单晶 高镍三元正极材料

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水洗和回烧工艺对高镍三元材料LiNi_(0.88)Co_(0.07)Al_(0.05)O_(2)微观结构及电化学性能的影响 被引量：5

16

作者 毛贵洪 肖方明 +3 位作者 唐仁衡 黄玲 李坚 王英 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1649-1658,共10页

以镍钴氢氧化物、异丙醇铝为原料,采用水解法合成三元前驱体Ni_(0.88)Co_(0.07)Al_(0.05)O_(2),再与锂盐混合烧结得到正极材料(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、能量色散X射线谱(EDS)和恒电流充放电测试等对样品的晶体结构、微观形貌、元... 以镍钴氢氧化物、异丙醇铝为原料,采用水解法合成三元前驱体Ni_(0.88)Co_(0.07)Al_(0.05)O_(2),再与锂盐混合烧结得到正极材料(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、能量色散X射线谱(EDS)和恒电流充放电测试等对样品的晶体结构、微观形貌、元素价态以及电化学性能进行表征。研究表明,料液比1∶25、水洗3次、600℃回烧2 h合成的LiNi_(0.88)Co_(0.07)Al_(0.05)O_(2)具有较优的综合电化学性能,其在0.2C的放电比容量达207.6 mAh·g^(-1),首次充放电效率为84.8%,1C放电比容量为192.0 mAh·g^(-1),循环100周后,材料的放电比容量仍有148.0 mAh·g^(-1),容量保持率达到77.1%。 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍三元正极材料 异丙醇铝水解 水洗 回烧

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高镍三元正极材料改性研究进展 被引量：4

17

作者 王坤 陈虹 +3 位作者 王芬 周绿山 向文军 张昊 《化学与生物工程》 CAS 2022年第4期11-17,共7页

高镍三元正极材料因高比容量而备受关注,然而其循环性能差、热稳定性差、安全性能也较差,从而限制了其商业化进程。分析了高镍三元正极材料存在的主要问题,如空气敏感、与电解液反应、阳离子混排、晶格氧析出、过渡金属离子迁出以及微... 高镍三元正极材料因高比容量而备受关注,然而其循环性能差、热稳定性差、安全性能也较差,从而限制了其商业化进程。分析了高镍三元正极材料存在的主要问题,如空气敏感、与电解液反应、阳离子混排、晶格氧析出、过渡金属离子迁出以及微裂纹形成等,对其改性方法(元素掺杂法、表面包覆法、结构调整法等)进行了综述,并对其未来发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 高镍三元正极材料 比容量 循环稳定性 改性

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三(三甲基硅烷)亚磷酸酯添加剂改善高镍三元正极材料的高电压循环性能 被引量：4

18

作者 董庆雨 毛亚云 +7 位作者 郭峰 程振杰 董厚才 陈鹏 康拓 吴晓东 沈炎宾 陈立桅 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1050-1058,共9页

研究了三(三甲基硅烷)亚磷酸酯(TMSP)添加剂对高镍三元正极材料LiNi0.83Mn0.05Co0.12O2(LNMC811)高电压循环性能的影响。结合电化学表征、理论计算、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)... 研究了三(三甲基硅烷)亚磷酸酯(TMSP)添加剂对高镍三元正极材料LiNi0.83Mn0.05Co0.12O2(LNMC811)高电压循环性能的影响。结合电化学表征、理论计算、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等方法研究发现,在高电位(4.5VvsLi/Li^+)下,TMSP添加剂能够在LNMC811正极表面被氧化分解,生成一层富含导锂离子性能好的硅酸盐和电化学稳定的无机碳酸锂,且电解液主要分解产物(有机碳酸锂和氟化锂)含量较少的正极固体电解质界面(CEI)膜;分析表明覆盖在正极表面的薄而均匀的CEI膜,能够很好的降低充放电过程的极化电压,隔离电解液和正极的接触,减少电解液的分解,抑制金属离子的溶出,稳定正极晶体结构,使LNMC811材料能够在4.5V(vsLi/Li^+)高电压循环时仍然保持良好的循环性能和倍率性能。 展开更多

关键词 高镍三元正极材料 三(三甲基硅烷)亚磷酸酯 锂离子电池 高能量密度

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三元材料LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_(2)的制备及Ca^(2+)掺杂改性

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作者 陈彦恒 田小龙 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第6期566-572,共7页

高镍三元正极材料LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)(NCM,x≥0.6)具有能量密度高、成本合理等优势,是目前最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一.然而,NCM在高截止电压下(≥4.3V)会出现加剧的不可逆相变、阳离子混排及过渡金属溶出等问题,... 高镍三元正极材料LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)(NCM,x≥0.6)具有能量密度高、成本合理等优势,是目前最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一.然而,NCM在高截止电压下(≥4.3V)会出现加剧的不可逆相变、阳离子混排及过渡金属溶出等问题,这极大地阻碍了其商业化进程.本文中选用Ca^(2+)对LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_(2)(NCM70)材料进行掺杂改性,采用共沉淀法制备出前驱体LiNi0.7Co0.15Mn0.15(OH)2,随后通过高温固相法合成不同Ca^(2+)掺杂量的NCM70正极材料,并探究了Ca^(2+)掺杂量对材料晶体结构、表面形貌、电化学性能的影响及其失效机制.结果表明:与本体NCM70材料相比,Ca^(2+)掺杂改性的样品电化学性能得到显著提升;当掺杂量为0.5%时,NCM70-0.5%Ca材料具有最优的改性效果,它在倍率1 C、电压2.95~4.5 V下,首圈放电比容量为181.2 mAh/g, 150圈循环后仍维持其初始容量的71.3%. 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍三元正极材料 单晶结构 Ca^(2+)掺杂

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高镍三元正极材料的制备及其电化学性能

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作者 张桂芳 白玉然 +1 位作者 孙雨 时志强 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期51-56,共6页

为开发更高效和简易的动力电池正极材料的制备工艺,以可溶性金属盐为原料,采用喷雾干燥法制备出过渡金属醋酸盐前驱体(n(Ni)∶n(Co)∶n(Mn)=8∶1∶1,摩尔比),再通过优化煅烧工艺制备高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2))(N... 为开发更高效和简易的动力电池正极材料的制备工艺,以可溶性金属盐为原料,采用喷雾干燥法制备出过渡金属醋酸盐前驱体(n(Ni)∶n(Co)∶n(Mn)=8∶1∶1,摩尔比),再通过优化煅烧工艺制备高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2))(NCM811)。通过热重分析(TG)探求前驱体在煅烧过程中的物理化学变化;通过扫描电镜(SEM)与X射线衍射(XRD)表征前驱体与煅烧产物的形貌与晶体结构;通过恒流充放电、倍率性能及循环伏安法测试研究材料的储锂性能。结果表明:800℃煅烧时间6 h后的正极材料形貌良好,Li^(+)/Ni^(2+)混排程度低;煅烧时间6 h制备的NCM811材料在充放电过程中有较高的库伦效率;经过300次充放电循环后,容量保持率为83%,具有出色的电化学性能。因此,喷雾干燥法可作为高效制备三元正极材料前驱体的工艺路线。 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍三元正极材料 喷雾干燥法 电化学性能

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