富锂
- 包覆与掺杂对富锂锰基材料的改性研究及产业化进展
O2）[3］以及富锂锰基材料等。相较而言，富锂锰基材料具有较高的能量密度（理论能量密度为1 000 W·h/kg）和较好的安全性能，近年来成为高能量型锂离子电池正极材料方向的研究热点。作为一种具有特殊结构的层状锂离子电池正极材料，其化学式为xLi2MnO3（1-x）LiMO（M 为Mn、Co、Ni等过渡金属元素），研究者们普遍认为富锂锰基材料是由单斜晶相Li2MnO3（C/2m）和六方晶相LiMO2（R-3m）复合而成，与LiNixCo1-x-yMnyO2
无机盐工业 2023年9期2023-09-14
- Li 含量对Li3xLa(2/3)–x†(1/3)–2xTiO3 固态电解质表面稳定性、电子结构及Li 离子输运性质的影响*
学方法对贫锂相和富锂相两种类型的LLTO 表面进行研究,分析表面Li 含量对其稳定性、电子结构及Li 离子输运性质的影响.结果表明,具有La/O/Li-原子终端的(001)面为最稳定晶面.对于LLTO (001)面,当贫锂相/富锂相终端Li 含量为0.17/0.33,0.29/0.40,0.38/0.45 时,其表面结构更为稳定.电子结构分析表明,随着Li 含量的增大,不论是贫锂相还是富锂相,其(001)表面均发现金属至半导体的转变.Li 离子输运性质的研
物理学报 2023年2期2023-02-18
- 压力对富锂氧化物材料电化学性能的影响
，422000)富锂氧化物xLi2MnO3(1-x)LiMO2(0改善富锂氧化物性能的传统方法基本都属于是化学改性，存在一定的复杂性。本文从物理的角度对材料制备过程中进行干预，用以探究材料电化学性能的变化。通常，材料施加压力，可以影响材料的晶格结构，改变原子之间的距离，进而影响材料的物理和化学性能[6]。目前，国内外关于压力对电极材料的研究主要集中在超高压力对材料晶格的影响。例如，徐丛等[7]利用金刚石对顶砧(DAC)高压产生装置，结合同步辐射X射线衍射，
邵阳学院学报（自然科学版） 2022年6期2023-01-04
- 富锂锰基正极材料反应机理研究进展
方向［1-2］。富锂锰基正极材料［xLi2MnO3·（1-x）LiMO2］具有较高的比容量（≥250 mA·h/g），是实现电池能量密度达到500 W·h/kg 目标的一个重要选择。而且该材料以Mn 元素为主，Ni 和Co 等稀有元素的含量可以大幅度降低，最大程度地降低了材料的成本。富锂锰基正极材料由于具有高能量密度、低成本与资源的可持续性，可能成为下一代锂离子电池的主流正极材料［3-4］。虽然富锂锰基正极材料表现出良好的应用前景［5-6］，但是其存在的问
无机盐工业 2022年12期2022-12-22
- 高容量富锂正极材料Li1.13Ni0.17Co0.11Mn0.59O2合成及表征
池行业发展趋势。富锂正极材料xLiMO2·(1-x)Li2MnO3因具有较高的比容量（＞250 mAh/g）、较宽的充放电电压（2.0 V～4.8 V）、较好的结构稳定性和相对较低的成本而成为高比容量正极材料的研究热点。富锂正极材料xLiMO2·(1-x)Li2MnO3中M可以是一种过渡金属元素，也可以是几种过渡金属的固溶体，综合考虑性能和成本，M为Ni-Mn和Ni-Mn-Co较为理想。其中xLiMO2·(1-x)Li2MnO3（M=Ni-Mn-Co）因引
电工材料 2022年6期2022-12-14
- 非对称扩散工艺制备近化学计量比钽酸锂晶体的研究
将待扩散晶片置于富锂气氛中进行高温处理，晶片两侧处于相同的气氛，本文称其为对称扩散。为了提高离子在钽酸锂晶体中的扩散速率，探索制备大厚度nSLT晶体，本研究设计了非对称扩散工艺，即高温扩散时样品两侧气氛不一致，一侧为富锂气氛，另一侧为同成分气氛[18]。采用非对称扩散工艺对钽酸锂晶体进行扩散研究，对扩散后组分和畴反转电场进行表征，并与传统对称扩散进行对比，对晶体中离子扩散进行分析。1 实 验1.1 多晶料制备钽酸锂多晶料均采用Li2CO3(99.99%，新
人工晶体学报 2022年7期2022-08-12
- 锂离子电池富锂层状正极材料的表面改性及电化学性能
热门的研究方向。富锂正极层状材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M为过渡金属元素)由于比容量高(250～300 mAh·g-1)，被认为是最具应用前景和发展潜力的新型正极材料之一，引起了国内外专家和学者的广泛关注[1-5]。然而，该材料有限的长循环性能和严重的电压衰减，使其难以满足实际的应用需求。结合相关文献报道可知，其性能的下降是由于这类材料在4.5 V以上的充电过程中，结构出现不可逆的离子重排，形成新相结构，这种晶相转变会影响锂离子在材料中的传
无机化学学报 2022年7期2022-07-12
- Nb包覆对富锂锰基材料电化学性能的影响
0)研究发现，对富锂锰基材料进行表面包覆可以有效地稳定其表面结构，降低循环过程中的电压衰减，改善循环和倍率性能。LIU等[4]通过密度泛函理论计算对比了Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Zr和Nb等元素的改性作用，发现Nb是最有效的改性元素，因为更强的Nb-O键能够抑制氧的流失，稳定材料结构。本文以Nb2O5作为包覆剂，采用混料罐将其与富锂锰基正极材料混合均匀后，再经过高温固相反应实现对富锂锰基材料的包覆。研究了Nb包覆量对材料形貌、结构和电化学性能的影响
矿冶 2022年3期2022-07-05
- 富锂锰基正极材料研究进展
已知正极材料中，富锂锰基层状氧化物(xLi2MnO3·(1-x)LiMnO2)的比容量高达250 mA·h/g，被认为将是提升锂离子电池能量密度的理想选择。但富锂锰基材料也有很多缺陷，如首次不可逆容量高、循环和倍率性能差、电压衰减明显和安全性能差等，因此相关学者做了很多富锂锰基材料改性方法的研究。几种典型正极材料的电化学特征见表1。表1 几种典型正极材料的电化学特征1 锂离子电池充放电机理锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜这四个部分组成。其中
能源研究与利用 2022年3期2022-06-27
- 富锂锰正极材料中锰含量调控对其结构和电化学性能的影响
度。近年来,层状富锂锰正极材料xLi2Mn O3·(1-x)Li MO2(M 为Ni、Mn、Co,0x＜1,其中具有代表性的如x=0.5),由于其高的容量(>250 m Ah/g)和能量密度(>1000 Wh/Kg),受到广泛重视[4-5]。此外,其成本低,制备方法相对简单,在空气条件下就可制备,被认为是极具潜力的下一代高能量密度锂离子电池正极材料[1,6-9]。富锂锰基层状氧化物正极材料由三元材料结合高容量的Li2Mn O3相发展而来,在2005 年由T
材料科学与工程学报 2022年2期2022-05-06
- 富锂巨星研究概述*
这些恒星被称为富锂巨星(从更精确的角度来说， 针对不同光谱型的恒星，富锂标准应有所变化[16]， 但1.5 dex这一标准因简单和习惯性等原因仍然被广泛使用). 其中有些甚至超过了太阳形成时星际介质的值(3.3 dex)， 被称为超富锂巨星.富锂巨星的存在对标准恒星演化模型提出了严峻的挑战. 它说明必定还有额外的机制可以使得Li元素在恒星中进行增丰. 找到这一机制并理解它， 对Li元素的形成以及恒星演化理论的完善具有重要意义， 但也是一项相当有挑战性的工
天文学报 2022年1期2022-02-14
- 锂离子电池富锂正极材料的包覆改性研究进展
前重点研究方向.富锂正极材料因其比容量可超过250 mA·h·g-1、低成本和高安全性，受到世界各国科技工作者的关注. 它可以看做为特殊的镍钴锰酸锂三元材料，其通式为：Li1＋xM1-xO2(M＝Ni, Co, Mn). Numata等[6-7]在1997年最早报道了富锂正极材料LiCoO2-Li2MnO3固体材料，开启了富锂正极材料的历程，但是该类材料充电电压上限低，使得Li2MnO3组分的容量并未发挥，仅起到稳定材料结构的作用.直到2001年，Lu等[
工程科学学报 2022年3期2022-01-10
- 尖晶石/层状异质界面的构筑提升富锂锰基正极材料电化学性能
步提高续驶里程。富锂锰基正极材料(LLMO)放电比容量高(大于250 mAh/g)，而且使用较少的镍和钴等金属，使其材料成本较低、安全性能较高，被认为是下一代锂离子动力电池的首选正极材料之一[1-4]。但该材料也存在首次库伦效率偏低、循环性能和倍率性能差，以及严重的电压衰减等诸多问题[5-8]，这极大地阻碍了富锂锰基正极材料的商业化应用。预激活是减少富锂锰基材料首次充放电过程中释氧的有效手段，但目前的报道多是采用低浓度的盐酸、硫酸、硝酸等溶液洗涤富锂锰基正
石油学报（石油加工） 2021年6期2021-12-22
- 找出富锂巨量的真相
非常罕见，那就是富锂巨星。它们主要是处于晚年时期的恒星。数十年来，科学家一直以为富锂巨星就是红巨星，但真相是……紅巨星VS红团簇星红巨星的中心氦元素会越积越多，压力和温度不断增大，在某个时刻，氦核被点燃，一颗稳定燃烧的新火球再次出现，红巨星也进入了另一个阶段——红团簇星。很长一段时间内，科学家们很难分清楚红巨星和红团簇星之间的区别，就像你很难分清楚一位老爷爷是70岁还是80岁一样。特殊的锂元素含量一般的恒星到了晚年，锂元素含量很低。但是，富锂巨星则是恒星中
儿童故事画报·自然探秘 2021年12期2021-08-16
- 搜寻宇宙锂富豪
得非常棘手。认识富锂巨星以恒星为例，有一种叫作巨星（giant star，即巨人恒星）的天体，比普通恒星在体型上要大得多。巨星并不是宇宙王国中的新物种，它们只是普通恒星的暮年阶段而已。就像人类到了晚年身体可能会发福一样，巨星也只是普通恒星进入暮年后变“胖”了。按照经典恒星演化理论，巨星中的锂含量应该很低。为什么呢？因为恒星在膨胀过程中会把表面的物质带到恒星内部，再把内部的物质挖掘到恒星表面。熊孩子锂有个致命的缺点——怕热。一旦进入恒星内部的高温区域，它会立
飞碟探索 2021年3期2021-07-19
- 多相复合富锂锰基材料的合成及性能
子电池的需求。 富锂锰基正极材料xLi2MnO3(1-x)LiMO2(M=Ni、Co 和Mn)具有接近300 mAh/g 的高比容量,是实现锂离子电池400 Wh/kg 高比能量的良好选择,颇有发展前景。 制备困难、倍率性能差、首次库仑效率低及容量衰减快等问题,严重制约了富锂锰基正极材料的应用进程。富锂锰基正极材料的合成方法主要有:共沉淀法、高温固相法、溶胶-凝胶法、熔盐法和水热法等[1-4]。 高温固相法采用机械手段混合原料,但原料微观分布不均匀,且煅烧
电池 2021年3期2021-07-10
- 基于共沉淀法制备汽车用锂电池富锂锰基正极材料
且易于制备。2 富锂锰基材料碳酸盐前躯体的合成本次研究制备富锂锰基材料碳酸盐前躯体的具体方法为共沉淀法，即在高温条件下触发过渡金属共沉淀碳酸盐前驱体和锂源之间的固相反应[3]，并通过结晶控制技术来对过渡金属共沉淀碳酸盐前驱体的形貌、粒度和组成进行控制[4]，图1为合成富锂锰基材料碳酸盐前躯体的具体流程[5]。实验所需要的主要化学试剂主要有硫酸镍(NiSO4·6H20)、硫酸钴(CoSO4·7H2O)、硫酸锰(MnSO4·H2O)、碳酸钠(Na2CO3)、碳
工业加热 2021年5期2021-06-22
- 一种钼掺杂氧化锌包覆富锂锰基正极材料的制备方法
钼掺杂氧化锌包覆富锂锰基正极材料的制备方法专利申请号:CN201610287297公开号:CN105810933B申请日:2016.05.04公开日:2019.01.08申请人:合肥国轩高科动力能源有限公司本发明公开了一种钼掺杂氧化锌包覆富锂锰基正极材料的制备方法，其先按照钼元素和锌元素摩尔比为1∶10～25，将可溶性钼盐与可溶性锌盐溶解在水中形成水溶液，然后滴入聚乙烯吡咯烷酮进行搅拌；再加入富锂锰基正极材料后进行恒温搅拌，制得前驱体溶液；干燥后，置于马弗
中国钼业 2021年5期2021-04-04
- 富锂锰基正极材料研究进展
关键因素[7]。富锂锰基正极材料（Li2MnO3•LiNixCoyMn1-x-yO2）凭借高比容量（≈ 250 mAh/g）、高工作电压（≈ 3.6 V）及低成本等优势[8]，有望成为下一代商用高比能锂电池的正极材料[9-10]，已受到学术及工程界的极大关注。虽然作为锂离子电池正极材料具有巨大潜力，但富锂锰基正极材料也存在诸多问题，如倍率性能差、首次库仑效率低及电压/容量衰减快等[11]，限制了其工程化应用。为此，国内外学者们开展了大量工作，并取得一系列重
航空材料学报 2021年1期2021-03-02
- 富锂层状正极材料研究现状
达，周森，李麒麟富锂层状正极材料研究现状孙宏达，周森，李麒麟（东北大学 冶金学院，辽宁 沈阳 110068）富锂层状正极材料结构Mn基氧化物及三元（NCM）层状正极材料分别具有密度高、容量大的特点，并且成本低廉，工作电压与国内现有的电解液设备相匹配，安全性好，考虑到该材料的振实密度、相对密度和容量等多种综合的性能，其发展和应用的前景很好。介绍了富锂层状正极材料目前在应用中面临的技术难题以及富锂层状正极材料的制备技术和应用改性。锂离子电池；富锂材料；正极材料
辽宁化工 2021年1期2021-02-22
- 阴离子氧化还原反应对富锂层状材料性能影响研究进展
领域的研究重点。富锂层状材料具有高的放电比容量和高的工作电压，有希望成为下一代商业化动力电池正极材料[5，6]。经过近十几年的发展，富锂层状材料的放电比容量高达300 mAh·g-1，但该材料存在首次库伦效率低、倍率性能差、容量和电压衰减严重的缺点，严重制约了富锂层状材料的商业化[7-9]。随着研究的深入和表征设备的快速发展，研究者发现富锂层状材料的优缺点与材料晶体中氧的结构密切相关，进而影响充放电过程中氧离子参与电化学反应的程度[10-12]。为了更好的
聊城大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-01-30
- W 掺杂改性富锂锰层状正极材料
[6-10]。 富锂锰层状材料具有超过250 mAh/g 的放电比容量， 引发科研和产业的广泛关注[11-14]，但富锂锰层状正极材料在高于4.5 V 电压下充放电时，材料中晶格氧逸出并伴随过渡金属元素迁移进入“Li2MnO3”活化时材料中产生的Li 空位，在此过程中，材料结构发生了一系列的变化：六方相向尖晶石相和/或无序岩盐相转变[8]；电解液易被富锂材料首次充电过程中释放的游离氧氧化分解形成CO2、CO、水等[11-14]，在氧化过程中材料表面形成较厚
有色金属科学与工程 2020年6期2021-01-12
- 富锂氧化物正极材料专利技术分析*
研究中首先提出了富锂氧化物正极材料的概念。富锂氧化物正极材料，化学式为xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0本文以富锂层状氧化物正极材料技术相关专利作为研究的对象，目的在于通过对富锂层状氧化物正极材料技术领域的专利的关键技术分部情况进行统计与分析，以掌握富锂层状氧化物正极材料的研究热点和重点。1 中国富锂氧化物正极材料的地域分布图1是富锂氧化物正极材料中国专利的来源分布，其中北京、广东和浙江占据国内省市前三位。北京省以180件位居第一，这与众多高等院校
广州化工 2020年16期2020-08-26
- 钽酸锂晶体高温富锂扩散工艺的研究
v等[12]采用富锂熔体直接提拉法生长了nSLT晶体，但晶体头尾组分相差很大；Jia等[13]通过在同成分熔体中加入K2O助熔剂生长了nSLT晶体，但该工艺生长的晶体质量较差，很难达到实用化要求。另外一种较常用制备nSLT晶体的方法是将CLT晶体在富锂气氛中进行高温扩散，即扩散法，也叫气相输运平衡法(VTE)。自Holman等[14]最早报道采用扩散法制备了近化学计量比铌酸锂晶体以后，很多人对扩散法制备nSLT晶体进行了研究，但这些研究大多都是关注扩散后晶
人工晶体学报 2020年6期2020-07-18
- 以酚醛树脂为碳源原位合成富锂层状相/尖晶石/碳核壳结构正极材料及其电化学性能
563003)富锂层状正极材料高容量和低成本的特性使其备受关注, 但是材料较差的倍率性能和循环性能阻碍了其进一步发展与应用[1]. 材料较差的电化学性能是由其较差的本征电导能力、锂离子扩散能力以及不稳定的晶体结构所致[2,3]. 材料需要经历活化过程以实现其高容量. 活化过程中锂离子从Li2MnO3的晶格中脱出形成Li2O和MnO2[4], 释放出来的氧会在材料中产生氧空位, 这些氧空位又会使过渡金属离子的迁移能垒降低, 从而导致层状相晶相转变程度加剧.
高等学校化学学报 2020年7期2020-07-13
- 富锂锰基层状氧化物正极材料电压衰减的研究*
关领域的需求.而富锂锰基层状氧化物正极材料xLi2MnO3(1-x)LiMO2(M=Ni，Co，Mn或混合)相对于其他传统正极材料具有容量高、理论能量密度高和价格低等优点，引起了研究者的广泛关注[3-4].但因其自身存在着种种缺陷，导致商业化应用受限.本文主要探讨富锂锰基层状正极材料循环过程中电压和容量衰减的原因并结合作者的研究成果证实相应的改善措施.2 富锂锰基正极材料循环过程中电压和容量衰减的原因富锂锰基正极材料放电比容量高达300 mAh·g-1，是
赣南师范大学学报 2020年3期2020-05-21
- P2-O3复合相富锂锰基正极材料的合成及性能研究
成本更高。其中，富锂锰基正极材料[2-4]相比于LiFePO4[11-13]（150 mA·h/g） 以 及 LiNixCoyMnzO2（NCM，200 mA·h/g），其在充放电的过程中表现出非常高的可逆比容量（>250 mA·h/g），被看作是下一代最具前景的正极材料之一。虽然富锂材料具有较高可逆比容量及高放电电压平台，但它在实际应用中还存在诸多问题，比如首次库仑效率低、循环性能差[14]、电压衰退[15-18]、倍率性能差[19]、电压滞后[20]、
储能科学与技术 2020年2期2020-04-04
- 锂缺陷型高稳定富锂锰基Li1.098Mn0.533Ni0.113Co0.138O2正极材料
0083锂缺陷型富锂锰基正极材料。富锂层状氧化物正极材料(LLOs)由于其比容量高、工作电压高、成本低等优点受到了研究人员的广泛关注1。LLOs的高比容量来源于常见的过渡金属氧化还原对和独特的阴离子氧化还原对(O2-/O-)2。但LLOs较高的放电比容量会导致层状材料的深度脱锂态，引起晶格氧的过度氧化与释放，最终导致容量和电压的衰减3。针对上述问题，研究人员发展了多种方案进行针对性改性，取得了令人振奋的结果。目前改性方案主要包括掺杂和表面包覆4,5。但人们
物理化学学报 2020年2期2020-03-31
- 磷酸铜表面修饰富锂层状正极材料的制备及电化学性质
3-4]. 其中富锂层状正极材料以其高放电比容量(>250 mA·h/g)和高工作电压(>3.5 V)已引起人们广泛关注[5]. 但富锂材料作为锂离子电池正极材料存在循环过程中电压衰减严重、 循环稳定性及倍率性能较差等缺点[6-7]. 由于电解液在高电压下分解, 分解产物在材料表面形成阻碍电化学反应的表面膜(SEI), 使富锂材料容量衰减, 因此富锂材料的电化学性能较差. 对富锂材料的改性研究表明, 表面修饰层可有效阻止电解液腐蚀电极材料, 保持电极结构完
吉林大学学报（理学版） 2020年2期2020-03-25
- 基于专利分析的富锂锰基正极材料应用趋势
国际前三名以内。富锂锰正极材料理论放电比容量可以达到400 mAh/g以上，电池比能量可以达到400 Wh/kg以上，几乎是目前已商用的正极材料实际容量的2倍左右[1]；同时这种材料以较便宜的锰元素为主，贵重金属含量少，与常用的钴酸锂和镍钴锰三元系正极材料相比，不仅成本低，而且安全性好。因此，富锂锰基正极材料被视为下一代锂动力电池的理想之选，近年来已成为全球学术界和产业界的研究开发热点，是锂电池突破400 Wh/kg，甚至500 Wh/kg的技术关键，越来
科技管理研究 2020年3期2020-03-24
- 富锂锰基材料的电压衰减与改性策略
要求[1-4]。富锂锰基正极材料(LMR)，表示为xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni，Co和Mn)，由于具有超过250 mAh/g的高比容量，低毒，低成本的优势，被认为是最有潜力的锂离子电池正极材料[5-8]。但是富锂锰基材料存在的一系列问题，例如首次充放电不可逆损失大(首效低)，结构不稳定，倍率性能较差以及电压衰减等，制约了富锂锰基材料的实际应用[9-13]。其中电压衰减是导致能量密度持续降低以及循环性能的恶化的主要原因[14-17]，除此
化学工业与工程 2020年1期2020-03-06
- 采用电感耦合等离子体发射光谱法测定富锂锰基正极材料中9种杂质元素
100088)富锂锰基正极材料具有能量密度高、材料来源丰富、生产成本低、热稳定性好和环境友好等优势，成为新一代锂离子电池正极材料的候选之一[1-4]. 富锂锰基正极材料中的杂质元素含量过高会产生锂电池的自放电，引起电池升温，甚至着火爆炸[5-7]，严重降低电池的性能和寿命[8]. 以往文献对富锂锰基正极材料成分分析的研究不多[9-14]，锰含量的测定采用化学滴定法[15]，硫酸根的含量采用离子色谱法，钠、钾、铜、钙、铁、镁、锌、铝、硅元素测定方法没有查到
分析测试技术与仪器 2019年4期2019-12-27
- 纳滤和反渗透组合回收盐湖提锂尾液中锂的研究
滤实验，分别检测富锂液相（纳滤透过液）和浓液（纳滤截留的Mg2+含量较高的液相）中的主要离子含量。探讨了过滤压力、实验温度和提锂尾液的稀释倍数对提锂尾液中镁锂纳滤分离效果的影响，选择纳滤效果最佳的纳滤膜。以纳滤效果最佳的纳滤膜为纳滤元件，在较优操作条件下采用二级纳滤对提锂尾液进行镁锂分离，再通过反渗透对富锂液相进行浓缩，浓缩后的富锂液相用于生产碳酸锂，富含其他离子的浓液则外排至尾液池，经过蒸发浓缩排入盐田再回收利用。2 结果与讨论2.1 纳滤膜选择及操作参
无机盐工业 2019年12期2019-12-12
- 高浓度下溶剂热法制备锂离子电池富锂正极材料
为目前实验室制备富锂正极材料的一种高效方法。目前报导的实验室制法往往在低浓度下进行，限制了实际生产需求。高浓度下利用溶剂热法制备优良性能的富锂正极材料得到了实现，同时利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱分析、激光粒度分析和恒电流充放电测试等研究了不同浓度对其结构和电化学性能的影响。结果表明：乙酸锂浓度为1.0 M时制备的材料具有良好的六边形结构，粒径小，分布均匀，0.1 C时放电比容量高达296.1 mA·h/g。50次循环后，库仑效率仍保持在97%以
当代化工 2019年4期2019-12-03
- 掺杂改性富锂锰基正极材料的研究现状
郭诚摘 要：富锂锰基正极材料因为高的比容量（250-300mAh/g），成为目前研究的热点材料，具有非常高的商业前景，但是其还存在这很多缺点，如循環性能差、不可逆容量高等，基于富锂锰基正极材料的结构特点，综述了通过掺杂来提高富锂锰基正极材料性能的研究现状。关键词：富锂锰基正极材料;掺杂Research status of the doped lithium-rich manganese-based cathode materialDuan Jianfe
科技风 2019年8期2019-10-21
- 富锂锰基正极材料衰减机理及改性研究现状
成功制备得到层状富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(02 晶体结构3 充放电机理由于富锂锰基正极材料电化学性能的特殊性，目前对其充放电机理的研究主要集中在首次充放电过程中。其首次充电可以分为两个阶段，第一个阶段为电压小于4.5 V，曲线呈现类“S”型，锂离子从锂层中脱出，对应着LiMO2中Ni2+和Co3+的氧化过程；第二个阶段为电压高于4.5 V，锂层和过渡金属/锂混合层共同脱出Li+，并且伴随着O2-发生氧化反应，曲线呈类“L”型，
人工晶体学报 2019年8期2019-09-17
- 一种碳纳米管改性富锂锰基正极材料的策略
Wh·kg-1。富锂锰基正极材料(x Li2MnO3·(1-x)LiMO2，M=Mn，Co，Ni)的比容量可以达到250 mAh·g-1，是实现高能量密度动力电池的优选材料[4]。但是富锂锰基正极材料存在着诸多问题，例如：不可逆容量高和首次库伦效率低(＜80%)，这不利于锂离子电池电芯的正负极容量(N/P)比的设计；倍率性能差，无法满足动力电池高功率充放电的要求；循环过程中电压衰减严重，导致动力电池的放电电压过低，造成大量的能量损失[5]。面对诸多问题，许
无机化学学报 2019年9期2019-09-09
- 稀土La掺杂对层状富锂锰基氧化物正极材料结构及电化学性能的影响
Ah/g）的层状富锂锰基正极材料[20-24]zLi2MnO3·（1-z）LiMO2（0＜z＜1,M=Mn0.5Ni0.5,MnxNiyCo（1-x-y），0＜x,1＜y,0＜x+y＜1）成为满足这一要求的最有希望的材料之一.为改善层状富锂锰基正极材料首次充放电不可逆容量损失大，循环性能不佳的问题，研究者做了大量的工作[25-30]，但目前对于稀土元素掺杂改善富锂锰基正极材料电化学性能的报道较少.大量研究[31-35]表明:稀土La掺杂对钴酸锂，锰酸锂及磷
有色金属科学与工程 2019年3期2019-07-03
- 富锂层状材料的结构及电化学性能概要
马 琪富锂层状材料的结构及电化学性能概要马 琪（海军驻昆明军代表办事处，昆明 650031）富锂层状材具有诸多优势，其电势较高，放电比容量高，因此拥有较高放电能量。另外，具有较好的热稳定性，具有良好的应用前景。但是，富锂材料的发展也遇到了一些瓶颈，首次充放电过程中不可逆容量较大，再者在之后的循环过程中，电压衰减严重，结构变化较大。电极材料 富锂层状材料 结构0 引言锂离子电池至诞生以来，发展非常迅速，应用领域已经渗透到各个领域，小到随处可见的手机、笔记本
船电技术 2018年5期2018-06-26
- 高能量密度层状富锂锰基正极材料的改性研究进展
高能量密度层状富锂锰基正极材料的改性研究进展李 雨，赵慧春，白 莹，吴 锋，吴 川（北京理工大学材料学院，环境科学与工程北京市重点实验室，北京 100081）纯电动汽车以及混合动力汽车的快速发展使得研发高能量密度的锂离子电池正极材料迫在眉睫。层状富锂锰基正极材料比容量可达250 mA·h/g，平均放电电压高于3.5 V，电化学特征明显优于钴酸锂和磷酸铁锂等传统的正极材料，是实现300 W·h/kg动力锂离子电池极具潜力的正极材料。不过，此类材料循环性能不
储能科学与技术 2018年3期2018-05-05
- 表面化学侵蚀改性富锂层状正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2
表面化学侵蚀改性富锂层状正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2胡国荣 王伟刚 杜 柯＊彭忠东 曹雁冰(中南大学冶金与环境学院，长沙 410083)采用3种不同pH值的去离子水，NH4NO3和H2C2O4溶液对富锂层状正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2进行表面化学侵蚀改性，旨在改善其整体电化学性能。ICP结果表明pH值对材料中Li的析出具有显著影响。X射线衍射(XRD)表明表面化学侵蚀对材料的结构有
无机化学学报 2018年1期2018-01-04
- LiFePO4-Coated Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2 as Cathode Materials with High Coulombic Efficiency and Improved Cyclability for Li-Ion Batteries
Co0.13O2富锂正极材料，包覆后的材料分别经过400 °C或500 °C煅烧处理5 h。测试结果显示，400 °C煅烧处理的包覆样品在0.1(1= 300 mA∙g−1)电流密度下充放电时，首次库仑效率可以高达91.9%，同时，首次放电比容量可达到295.0 mAh∙g‑1。此外，该包覆样品还具有良好的循环性能，在1电流密度下循环100次放电比容量仍可保持在206.7 mAh∙g‑1。进一步的研究发现LiFePO4的包覆不仅可以提高Li1.2Mn0.5
物理化学学报 2017年8期2017-12-18
- 富锂材料Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Ni0.2Mn0.6)1-xO2(0≤x≤1)的制备及性能研究
津300384)富锂材料Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Ni0.2Mn0.6)1-xO2(0≤x≤1)的制备及性能研究彭庆文，刘兴江(中国电子科技集团公司第十八研究所化学与物理电源重点实验室，天津300384)锂离子电池富锂层状正极材料因具有超高的比容量，引起了极大的关注。依据材料相图进行富锂材料的设计、制备及性能研究。采用醋酸盐燃烧法制备了锂离子电池富锂层状正极材料Li1.2(Ni0.4Mn0.4)x(Ni0.2Mn0.6)1－xO2(0≤x≤1)
电源技术 2017年9期2017-10-17
- 锂电池富锂材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54-xZrxO2(x=0,0.02,0.05,0.10)的电特性研究
5006)锂电池富锂材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54-xZrxO2(x=0,0.02,0.05,0.10)的电特性研究秦文东，吴汉杰，黄美红，赵玉超，梁兴华(广西科技大学，广西柳州545006)富锂材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54－xZrxO2(x=0，0.02，0.05，0.1)是采用高温固相法合成，研究中采用 X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)及电化学方法等手段进行了表征。
电源技术 2017年9期2017-10-17
- 锂离子电池富锂锰基正极材料的研究分析
00)锂离子电池富锂锰基正极材料的研究分析王 帅(建德市环境监测站，浙江 建德 311600)随着信息技术水平的不断发展，新的能源随之不断的涌入市场，并对锂离子电池的功率、寿命等提出了更高要求，而富锂锰基正极材料具有容量高、具有安全性的优点，同时他的成本也比较低，能够促进电动汽车的规模推广。对锂离子电池有关的锰矿及冶金辅料的地质等相关的富锂锰基正极材料进行研究分析，并提出有效的方法。锂离子电池；富锂锰基正极材料；研究分析传统的能源发展中，锂离子电池作为可充
中国锰业 2017年4期2017-09-11
- 富锂锰基材料充电过程中的动态
凝胶法制备了两种富锂锰基正极材料Li[Li0.13Co0.61Mn0.26]O2和Li[Li0.2Co0.4-Mn0.4]O2，采用XRD、SEM和电化学技术对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征和分析。结果表明富锂锰基材料为层状固熔体，且一次颗粒粒径为纳米级。采用恒电流法研究充电过程中材料电荷转移阻抗的变化，结果表明：在充电过程中富锂锰基正极材料电荷转移阻抗先增大后减小，当SOC大约在30%～50%时达到最大，分别约为2 164～4 341 Ω和4
电源技术 2016年3期2017-01-20
- 锂离子电池高容量富锂锰基正极材料研究进展
锂离子电池高容量富锂锰基正极材料研究进展夏永高，刘兆平（中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江宁波 315201；中国科学院先导专项长续航锂电池项目研究组）富锂锰基正极材料因具有高的放电比容量，有望成为下一代400 W·h/kg动力电池最有前景的正极材料。本文简要介绍了本研究团队在富锂锰基正极材料方面的研究进展。通过团队多年研发，材料的首次不可逆容量、倍率性能、循环稳定性得到明显的改善，而且，电压衰减被有效的抑制。同时，研制出基于富锂锰基正极材料和纳米硅
储能科学与技术 2016年3期2016-11-11
- 新型动力锂电池富锂锰基正极材料
格氧的活性来改善富锂锰基正极材料的首次充放电效率和倍率性能，为该材料改性研究提供了新思路，相关结果发表在《自然-通讯》杂志上。在目前已知正极材料中，富锂锰基正极材料放电比容量高达300mAh/g，是当前商业化应用磷酸铁锂和三元材料等正极材料放电比容量的一倍左右，因而被视为新一代高能量密度动力锂电池正极材料的理想之选。虽然富锂锰基正极材料具有放电比容量的绝对优势，但要将其实际应用于动力锂电池，尚有关键科学和技术问题需要解决。该研究提出的气固界面改性方法相对简
科学中国人 2016年9期2016-11-04
- 富锂材料Li[Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56]O2包覆LiCoPO4电化学性能研究
津300384)富锂材料Li[Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56]O2包覆LiCoPO4电化学性能研究高俊奎，孟海星， 金慧芬，黄德胜 (天津力神电池股份有限公司，天津300384)通过共沉淀法与高温固相法相结合的方法合成锂离子电池用富锂层状正极材料Li[Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56]O2，利用液相沉淀法对材料进行LiCoPO4包覆，通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料物性进行表征，利用恒电流充放电仪对
电源技术 2016年1期2016-09-08
- 不同镍钴锰比对xLi2MnO3-(1-x)LiMO2正极材料的结构和电化学性能的影响
共沉淀法成功合成富锂锰基层状正极材料。通过X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱（EIS）和充放电测试等研究手段，重点探讨了不同镍钴锰比对富锂锰基层状正极材料的结构、形貌以及电化学性能的影响。其中Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正极材料结晶度高，粒度分布均匀，无明显团聚现象。在 0.1C倍率下首次放电比容量为247.9 mA·h·g-1，首次库仑效率为75.1%。在1C倍率下首次放电
化工学报 2016年7期2016-08-06
- C包覆改善富锂锰正极材料低温性能
00)C包覆改善富锂锰正极材料低温性能吴甜甜1，徐宝和2，胡伟2，钟盛文3，陈龙1(1.黄山学院化学化工学院，安徽黄山245000；2.江西江特锂电池材料有限公司，江西宜春336000；3.江西理工大学材料学院，江西赣州341000)以葡萄糖为C源，表面包覆富锂锰正极材料。用X射线衍射和扫描电镜对样品进行了表征，并设计成软包电池来测试材料的电化学性能。研究表明：C包覆的富锂锰正极材料在常温循环300次容量保持100%。此外，低温－20和－40℃的放电效率分
电源技术 2016年8期2016-07-24
- 高容量富锂层状材料Li2MnO3·2LiNi0.5Mn0.5O2的制备与表征
8057)高容量富锂层状材料Li2MnO3·2LiNi0.5Mn0.5O2的制备与表征姜冬冬，赵方辉， 杨其铭，韦达鸿，殷进超(深圳清华大学研究院先进储能材料及器件实验室，广东深圳518057)通过共沉淀法制备了富锂层状正极材料Li2MnO3·2 LiNi0.5Mn0.5O2，采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、循环伏安和恒流充放电测试对其结构和电化学性能进行了表征。研究结果表明富锂正极材料Li2Mn03· 2 Li Ni0.5Mn0.
电源技术 2015年4期2015-08-01
- ZrO2包覆富锂正极材料Li［Li0.2Ni0.2Mn0.6］O2
［1］。近年来，富锂正极材料由于具有高比容量和低成本的优势而成为研究热点之一。富锂正极材料是由 Li2MnO3和 LiMO2形成的固溶体，其中 Li2MnO3相在首次激活后释放 Li2O，产生电化学活性，提供部分容量［2-4］。然而富锂正极材料存在一些尚未解决的问题制约了其规模化应用，如首次不可逆容量高、倍率性能较差及高电压下循环衰减严重等问题。目前常用改性方法有酸处理、体相掺杂、表面包覆及预循环处理等。其中表面包覆（Al2O3［5］、 Al（OH）3［6
化学工业与工程 2015年4期2015-02-03
- 富锂量对掺铝型锰酸锂性能的影响
O4，研究了不同富锂量对掺铝型锰酸锂性能的影响。1 试验部分1.1 样品制备按化学计量比(1+x)∶1.98∶0.02分别称取LiOH·H2O、MnO2(经预处理)、Al(OH)3，将上述原料和蒸馏水加入反应器内，经湿化学法合成无定形前驱体，将前驱体置于马弗炉中，于空气气氛下，在880℃保温10 h，随炉自然冷却至室温，合成样品Li1+xMn1.98Al0.02O4(x=0.12、0.16、0.20、0.24)。1.2 物相和形貌分析采用X射线衍射仪(Ri
中国锰业 2014年2期2014-05-30
- 花状和球形 Li1.13［Mn0.534Ni0.233Co0.233］0.87O2的制备及性能
510006)富锂材料 Li1+xM1－xO2(M=Ni、Co 和 Mn，0 ＜x＜1)［1］可看成层状LiMO2(M=Ni、Co和Mn)与Li2MnO3按不同比例形成的固溶体，在广义上属于岩盐结构的固溶体材料，分子式亦可写成xLi2MnO3·(1－x)LiMO2(M=Ni、Co和 Mn)。在嵌入型正极材料LiMO2(M=Ni、Co和Mn)中引入非电化学活性的Li2MnO3，主要用于稳定材料的结构，以制备层状锰基富锂材料。K.Numata等［2］提出，利
电池 2013年6期2013-02-28
- 富锂锰基材料将成锂电发展主流
富锂锰基材料也许将取代目前在市场上风头正劲的磷酸铁锂，成为未来国内动力锂电池正极材料发展的主流方向。北京大学工学院能源与资源工程系教授夏定国指出，与磷酸铁锂相比，富锂锰基材料具有成本低、容量高、无毒安全等优点，能够满足锂电池在小型电子产品和电动汽车等领域的使用要求。据了解，磷酸铁锂作为动力电池四大正极材料中的小字辈，出现的时间并不长。2005年7月，国内开发出大容量磷酸铁锂电池，其安全性能与循环寿命超过钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰，在当时被认为是最适合用于动力电
河南化工 2011年17期2011-04-10