镍钴锰酸锂正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法和研究进展

LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2很好的构成了LiNiO_2/LiCoO_2/LiMnO_2三类材料的固溶体系,兼容了三种材料的优点且弥补了上述材料作为正极材料的不足,是备受欢迎的锂电池正极材料。详细叙述了该正极材料的结构特征和电化学反应特征及近几年国内外对111型镍钴锰酸锂正极材料的研究进展,介绍了固相法、共沉淀法和溶胶凝胶法等方法的原理和特点,并阐述了掺杂和包覆改性对正极材料电化学性能的影响。     

锂离子电池正极材料层状LiN1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展

对层状LiN1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法(如高温固相合成法、溶胶-凝胶法、共沉淀法)进行了重点论述,并讨论了相应的电化学性能、结构特征和目前存在的问题.并对层状LiN1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的发展进行了展望.     

锂离子电池正极材料层状LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2的研究进展

对层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法（如高温固相合成法、溶胶-凝胶法、共沉淀法）进行了重点论述，并讨论了相应的电化学性能、结构特征和目前存在的问题。并对层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的发展进行了展望。     

不同制备方法对正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2结构、形貌、电化学性能的影响

分别采用氢氧化物共沉淀、碳酸盐共沉淀、喷雾干燥的方法合成了层状α-Na Fe O2结构的富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对不同合成方法所得的样品进行了表征。实验结果表明:氢氧化物共沉淀合成的前驱体所制备的正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2具有良好的电化学性能,0.05C倍率下首次放电容量可达247.1 m A·h/g,0.2C倍率条件下经过50次循环,容量保持率为98.7%。     

纳米晶粒硬质合金磨削加工表面质量实验研究

以乙酸盐为原料,通过一步微波法烧结制备出了镍钴锰酸锂LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料,研究了烧结温度、保温时间对材料结构形貌以及电化学性能的影响。结果表明,在900℃保温4h所制备的正极材料以0.2 C倍率,2.75-4.3 V电压平台下首次放电容量为156 mAh/g,经过30圈充放电循环后,容量为141.65 mAh/g,容量保持率为94.2%;在电流密度0.5 C和1 C条件下,经过30次循环后容量保持率分别为91.2%、89.02%。     

铝掺杂对高镍无钴LiNi0.95Mn0.05O2正极材料结构与性能的影响

采用固相法合成了铝掺杂的层状高镍无钴LiNi_0.95Mn_0.05O₂正极材料,并利用结构分析方法和电化学测试手段研究了铝掺杂对LiNi_0.95Mn_0.05O₂正极材料晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,Al均匀地掺杂到了正极材料二次颗粒体相中,不仅使材料晶胞参数发生了变化,还降低了材料的Li⁺/Ni²⁺混排程度。掺杂1%铝可以提高材料的长循环性能,这归因于掺杂样品中的Al能有效抑制材料在充电过程中的H2→H3相变程度。相比于未掺杂的样品,铝掺杂样品在1C、2.7~4.3 V的测试条件下循环300圈后,其容量保持率提高了11.3%。但Al³⁺的非电化学活性会降低材料的倍率性能。     

热处理温度对Al2O3表面修饰LiNi0.9Co0.1O2正极材料电化学性能的影响

在水溶液体系中, 制备了1%Al₂O₃修饰的镍基正极材料LiNi_0.9Co_0.1O₂, 并研究了热处理温度对正极材料性能的影响。结果表明, 1%Al₂O₃修饰后没有改变正极材料的结构和形貌, 650 ℃热处理后正极材料具有最佳的电化学性能, 首次放电容量为178.4 mAh/g, 库伦效率为82.4%, 0.5C倍率50次循环后的容量保持率为88.1%。     

共沉淀反应时间对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料形貌和电化学性能的影响

采用共沉淀法制备Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂前驱体, 并通过高温固相法合成LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料, 研究了反应时间对Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂前驱体和LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料的形貌、结构以及电化学性能的影响。结果表明, 随着反应时间增加, 前驱体和正极材料的二次颗粒粒径逐渐增大;若反应时间过短, 二次颗粒粒径小, 易加剧电化学循环过程中材料与电解液的副反应, 正极材料循环性能较差;若反应时间过长, 二次颗粒粒径过大, 增加了锂离子扩散路径, 也不利于正极材料在高倍率下的循环。反应16 h制备的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料具有适中的颗粒粒径, 拥有优异的电化学性能, 在1C倍率经过180圈循环容量保持率可达75.3%, 5C倍率经过300圈循环容量保持率可达56.0%。     

关于1/3焦煤煤质差异研究

对某公司炼焦用各地区1/3焦煤进行了工业指标分析、镜质组反射率分析、胶质层指数测定结果比较及单种煤成焦显微结构比较.结果表明,各地区1/3焦煤煤质存在明显差异,河南、安徽等省区1/3焦煤挥发分和变质程度适中,成焦粒状镶嵌结构高;四川地区1/3焦煤惰性成分含量高;山东、河北等省区1/3焦煤挥发分高,变质程度低,且山东部分矿点1/3焦煤偏气煤性质.由于各地区1/3焦煤性质的差异,因此在配煤炼焦中应将各地1/3焦煤进行细分配使用.     

1/3焦煤作高炉喷吹原料初探

介绍了粘结性较强的开滦唐山1/3 焦煤既是优质炼焦用煤,又是良好的高炉喷吹原料煤     

共沉淀法合成高镍三元Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体的可控制备

影响高镍三元材料性能的关键步骤在前驱体的制备,利用共沉淀法制备前驱体,底液氨水浓度作为三元前驱体制备的重要控制条件,可以对前驱体的形貌产生非常大的影响,从而影响成品正极材料的电化学性能。通过控制共沉淀制不同氨水底液浓度制备了三组样品材料。利用SEM、XRD考察了对结构的影响,并进一步探究了材料的电化学性能。结果表明,底液氨水浓度对合成组分均一、形貌均匀的前躯体十分重要,且直接影响烧结后的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料的电化学性能。利用相同的共沉淀反应条件,底液氨水浓度0.5mol/L条件下合成得到的前躯体材料表现出更为优异的倍率和循环性能,在0.1 C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C和10C下的放电比容量分别为168.8 mAh/g、161.6 mAh/g、153.2 mAh/g、144.4 mAh/g、133.2 mAh/g、88.5 mAh/g和5.7mAh/g。     

LiNi_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)O_2正极材料的微波合成机理及其表征

以前驱体Ni_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)(OH)_(2.035)和LiOH·H_2O为原料,采用微波法合成了LiNi_(0.815)Co_(0.15)Al_(0.035)O_2锂离子电池正极材料。通过XRD、SEM和充放电测试等方法对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征,结果表明:在微波中以1 300 W的输出功率合成的正极材料具有最大的c/a和I(003)/I(104)值以及最小的R值,以0.2C充放电、在2.8~4.3 V之间首次放电比容量为185.2mA h/g,首次充放电效率为84%,循环30次后容量保持率为92.3%,表现出较好的电化学性能。微波对材料升温曲线影响较大,氢氧化锂的强吸波能力能够增大混合物的升温速率,缩短反应时间。     

锂离子正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2结构及性能研究

为进一步明确提高锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2电化学性能的途径和方法,从Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2材料的形貌结构化改性进行研究,综述了Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2的原始形貌及改性后得到的纳米纤维、纳米管、石墨烯包裹、空心球结构、空心纳米球、珊瑚状等相关形貌和结构,并讨论了其相应的电化学性能,分析了锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2形貌结构对其电化学性能的影响,并对其发展趋势进行了展望。     

Al2O3包覆LiMn2O4正极材料的合成和电化学性能研究

研究了在锂离子电池尖晶石LiMn2O4正极材料上包覆Al2O3来改善材料在循环过程中的容量衰减问题。通过SEM和X射线衍射研究材料的表观形貌和晶体结构，在电化学性能测试中，发现包覆Al2O3可以减少材料与电解液的直接接触，阻止了电解液对尖晶石的侵蚀，抑制锰离子在电解液中的溶解和由此带来材料结构的改变，以及与电解液中微量的HF反应，避免了HF对锰离子溶解的加速作用。从电化学循环测试后材料的X射线图谱上可以发现，LiMn2O4材料包覆Al2O3后，可以在很大程度上抑制循环过程中MN5O8杂相峰的出现。     

三元正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2的研究现状及展望

<正>极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2具有高放电容量、高循环稳定性和环保等优点,能很好的满足新能源电动汽车和小型电子产品的使用要求,因此受到高度关注和广泛研究。本文简述了Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2材料的结构组分、电化学性能以及社会商业价值,总结了该材料制备和改性的方法及特点,并讨论了改性对电化学性能的影响。基于Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2材料国内外研究现状和应用前景,指出了纳米电极制备、多元结构制备、复合处理改性、复合材料制备、复合方法制备是该材料今后主要的发展方向。     

锂离子电池负极材料LiFeTiO_4/C的制备及其电化学性能

以Li_2CO_3、Fe_2O_3和TiO_2为原料,葡萄糖为碳源,采用高温固相法合成了锂离子电池LiFeTiO_4/C复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)等手段对材料的晶体结构和形貌进行了表征,通过恒流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗对材料的电化学性能进行了测试。结果表明,碳包覆后的LiFeTiO_4负极材料循环性能优于未经碳包覆的材料。在室温下,充放电倍率为0.5C时,LiFeTiO_4/C负极材料的首次放电比容量为327.8 m Ah/g,循环50周后仍保持在308.3 m Ah/g。     

LiNi0.7CO.025Al0.05O2正极材料与电解液的相容性研究

采用固相法合成了具有R-3m空间群层状结构的LiNi0．7Co0.25Al0．05O2正极材料，研究了该材料与1mol／L LiPF6／EC DMC DEC及1mol/L LiClO4/EC DEC2种电解液的相容性，结果表明：1mol／L LiPF6电解液对水更敏感，LiNi0．7Co0.25Al0．05O2在1mal／L LiClO4电解液中的容量特性和循环性能皆优于在1mol／L LiPF6电解液中。在1mol/L LiPF6电解液中循环后，LiNi0．7Co0.25Al0．05O2正极材料的阳离子有序度降低，且有部分阳离子溶解，导致容量下降、可逆性能变差。     

球形 Si/carbon gel@void@C 复合材料的制备及电化学性能

商业用锂离子电池负极为石墨材料,理论容量较低,不能满足现代社会对锂电池高能量密度的要求。硅因具备高的理论容量、合适的电极电位以及地球丰度高等优势,是新一代锂电池负极材料的候选者。但作为锂电负极,硅在脱嵌锂过程中会发生巨大的体积膨胀,且本征电导率较低,限制了其实际应用。利用柠檬酸盐对L-赖氨酸体系改性,强化Fe~(3+)配体的络合效果,获得以碳为包覆层的球形Si/carbon gel@void@C凝胶电极。结果表明,在0.5A/g电流密度下,电极展示出较高的初次充/放电容量(1 828.8/1 508.3mA·h/g)和较高的初始库仑效率(82.47%),300次循环后容量稳定在1 201.3mA·h/g。同时,良好的导电性能使其展现出良好的倍率性能。     

以废旧NCM523型电池正极材料浸出液制备NiCo2O4和Li2CO3研究

采用湿法冶金方法回收废旧NCM523型锂离子电池正极材料中的镍、钴和锂, 正极材料的硫酸浸出液经净化除杂后, 采用“水热沉淀-煅烧法”制备NiCo₂O₄, 再采用化学沉淀法回收锂。研究了添加剂种类、水热温度及时间、煅烧温度对产物形貌的影响。结果表明, 以电极材料硫酸浸出液为原料, 以草酸作沉淀剂、六次甲基四胺作表面活性剂, 在140 ℃下水热反应4 h, 得到NiCo₂O₄前驱体; 前驱体在300 ℃下煅烧2 h, 得到形貌均匀的棒条状NiCo₂O₄材料; 采用饱和Na₂CO₃溶液沉淀水热反应母液中的锂, 得到Li₂CO₃。该工艺初步实现了废旧电池正极材料中有价金属镍、钴和锂的回收利用。