新型高镍无钴正极材料LiNi_(0.94)Mn_(0.04)Al_(0.02)O_(2)的合成研究

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作者 杨泽龙 孟奇 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期106-111,共6页

采用固相烧结工艺合成了层状高镍无钴正极材料LiNi_(0.94)Mn_(0.04)Al_(0.02)O_(2)(NMA),并研究了不同烧结温度对NMA正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明,当烧结温度过低时,NMA正极材料的结晶度偏低,并在表面形... 采用固相烧结工艺合成了层状高镍无钴正极材料LiNi_(0.94)Mn_(0.04)Al_(0.02)O_(2)(NMA),并研究了不同烧结温度对NMA正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明,当烧结温度过低时,NMA正极材料的结晶度偏低,并在表面形成残锂。烧结温度过高则会导致层状结构变差和电极表面有害副反应增多。在最佳烧结温度750℃下合成的NMA-750材料具有良好的颗粒形貌、最少的锂镍混排和最完整的层状结构,同时具有最佳的电化学性能:首圈放电比容量(3.0~4.5 V,1 C)为199.5 mA·h/g,循环100圈后容量保持率可达79.04%;在5 C下仍具有147.6 mA·h/g的放电比容量,倍率性能优良。 展开更多

关键词 高镍无钴正极材料 LiNi_(0.94)Mn_(0.04)Al_(0.02)O_(2) 烧结温度 晶体结构 微观形貌 电化学性能 层状结构

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共沉淀法调控高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)正极材料的结构与性能研究

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作者 陈祁恒 付立芝 +3 位作者 宁天翔 邹康宇 谭磊 李灵均 《现代化工》 北大核心 2025年第2期116-121,128,共7页

采用共沉淀法制备Ni_(0.90)Mn_(0.10)(OH)_(2)前驱体,并经过配锂煅烧合成相应的正极材料,探究了pH对前驱体、正极材料形貌以及电化学性能的影响。结果表明,在pH为10.8~11.3的范围内,随着pH的增大,溶液状态过饱和,成核速率超过生长速率,... 采用共沉淀法制备Ni_(0.90)Mn_(0.10)(OH)_(2)前驱体,并经过配锂煅烧合成相应的正极材料,探究了pH对前驱体、正极材料形貌以及电化学性能的影响。结果表明,在pH为10.8~11.3的范围内,随着pH的增大,溶液状态过饱和,成核速率超过生长速率,前驱体的二次颗粒粒径依次减小。当pH为10.8时,制备得到的正极材料LNM91呈现相对较大的二次颗粒粒径,材料与电解液接触面积较小,表现出最佳的循环性能,1 C电流密度下200次循环后容量保持率为84.20%;当pH为11.0时,合成的LNM91材料粒径较小,锂离子的扩散路径变短,有利于锂离子的脱嵌,展现出最佳的首次放电比容量(201.80 mAh/g)和首次库仑效率(85.87%)。 展开更多

关键词 共沉淀法 前驱体 高镍无钴正极材料 电化学性能 锂离子电池

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无钴富锂锰基正极材料的可控制备及性能研究

3

作者 于楚瑶 寇鹏祖 +5 位作者 张志贵 王健行 王志远 左昌玲 汪宽镕 刘政宇 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期217-224,共8页

为了满足未来动力市场对于高比容量和高能量密度电池的需求,优化无钴富锂锰基正极材料(LMO)的合成条件对于实现其商业化具有举足轻重的意义。通过高温固相法研究了Li_(x)(Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2))(1.04≤x≤1.16)的最佳烧结温度... 为了满足未来动力市场对于高比容量和高能量密度电池的需求,优化无钴富锂锰基正极材料(LMO)的合成条件对于实现其商业化具有举足轻重的意义。通过高温固相法研究了Li_(x)(Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_(2))(1.04≤x≤1.16)的最佳烧结温度及配锂比,结合SEM、XRD等仪器对合成样品的物相结构和微观形貌进行了表征,并采用电池测试系统对样品的电化学性能进行了测试。结果表明,当烧结温度为1000℃,配锂比为1.65时得到的二次颗粒大小均一,结晶性良好,电化学性能较佳。10 mA·g^(−1)电流密度下首次放电比容量达260.5 mAh·g^(−1),100 mA·g^(−1)电流密度下充放电循环100周后容量保持率为96%。 展开更多

关键词 无钴正极 富锂锰基 条件优化

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无钴富镍正极材料的火焰辅助喷雾热解合成与性能研究

4

作者 陈国徽 王君雷 +3 位作者 李世龙 李金宇 徐运飞 王昆 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第3期260-268,共9页

锂离子电池富镍三元正极材料因其成本低、容量高的优势受到广泛关注,受限于钴的高毒性、低储量,富镍正极材料无钴化成为锂离子电池未来的发展趋势。传统液相法制备无钴富镍材料存在步骤繁琐、耗时长、副产物多等问题。火焰辅助喷雾热解(... 锂离子电池富镍三元正极材料因其成本低、容量高的优势受到广泛关注,受限于钴的高毒性、低储量,富镍正极材料无钴化成为锂离子电池未来的发展趋势。传统液相法制备无钴富镍材料存在步骤繁琐、耗时长、副产物多等问题。火焰辅助喷雾热解(FASP)方法可一步合成正极材料,具有设备简单、耗时短、环境友好等优点。采用FASP方法制备LiNi_(0.8)Mn_(0.2)O_(2)(NM82)无钴富镍正极材料,探究合成条件对NM82结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明,FASP可一步合成NM82正极材料,且其在载气流速1.5L/min、锂过量10%、退火温度800℃条件下的锂镍混排水平最低,放电比容量最高,在0.1C倍率下达到180.2mA∙h/g。 展开更多

关键词 火焰辅助喷雾热解 无钴富镍正极材料 锂离子电池 电化学性能

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铝掺杂对高镍无钴LiNi_(0.95)Mn_(0.05)O_(2)正极材料结构与性能的影响 被引量：7

5

作者 王楚 李灵均 +2 位作者 曾爱香 谭磊 周友元 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期150-154,共5页

采用固相法合成了铝掺杂的层状高镍无钴LiNi_(0.95)Mn_(0.05)O_(2)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_(0.95)Mn_(0.05)O_(2)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... 采用固相法合成了铝掺杂的层状高镍无钴LiNi_(0.95)Mn_(0.05)O_(2)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_(0.95)Mn_(0.05)O_(2)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^(+)/Ni^(2+)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Al^(3+)的非电化学活性会降低材料的倍率性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 高镍无钴正极材料 铝掺杂 长循环性能

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煅烧温度对高镍无钴LiNi_(0.90)Mn_(0.10)O_(2)正极材料结构与电化学性能的影响 被引量：2

6

作者 谢尚辰 邹康宇 +3 位作者 谭磊 周友元 朱健 李灵均 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期109-113,119,共6页

采用固相法在不同的煅烧温度下(725~825℃)合成了高镍无钴LiNi_(0.90)Mn_(0.10)O_(2)正极材料,并通过结构表征和电化学测试考察了煅烧温度对正极材料的结构和电化学性能的影响。结果表明,煅烧温度会改变材料的晶胞参数,在最佳煅烧温度77... 采用固相法在不同的煅烧温度下(725~825℃)合成了高镍无钴LiNi_(0.90)Mn_(0.10)O_(2)正极材料,并通过结构表征和电化学测试考察了煅烧温度对正极材料的结构和电化学性能的影响。结果表明,煅烧温度会改变材料的晶胞参数,在最佳煅烧温度775℃时所制得的正极材料Li^(+)/Ni^(2+)混排程度最低;该煅烧温度制备的样品首次放电比容量最高,同时倍率性能也表现最佳,并且在循环200圈后仍然保持着最高的放电比容量。 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍无钴正极材料 煅烧温度 电化学性能

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铈掺杂无钴高镍正极材料LiNi_(0.6)Mn_(0.4)O_(2)的制备及性能 被引量：1

7

作者 袁盛旭 李豪 +3 位作者 邓伟锋 李劲超 张亚萍 段浩 《西南科技大学学报》 CAS 2023年第2期1-8,共8页

为获得无钴高镍正极材料LiNi_(0.6)Mn_(0.4)O_(2)(NM64)的最佳合成方法,采用水热法和共沉淀法对其进行制备,确定共沉淀法为NM64材料的较佳制备方法。为进一步提高共沉淀法制备的NM64材料(下称“NM64-C”)的倍率性能和循环性能,采用Ce离... 为获得无钴高镍正极材料LiNi_(0.6)Mn_(0.4)O_(2)(NM64)的最佳合成方法,采用水热法和共沉淀法对其进行制备,确定共沉淀法为NM64材料的较佳制备方法。为进一步提高共沉淀法制备的NM64材料(下称“NM64-C”)的倍率性能和循环性能,采用Ce离子掺杂对NM64-C进行了优化。结果表明:摩尔比为0.02的Ce离子(0.02Ce)掺杂的NM64-C材料在0.3 C下100次循环后的容量保留率为79.5%,明显优于基材NM64-C(63.9%)。0.02Ce掺杂的NM64-C材料展现出了良好的电化学性能。 展开更多

关键词 无钴高镍正极材料 铈离子掺杂 锂离子电池

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双位点配位聚合物改性的无钴富锂锰基正极材料电化学性能研究 被引量：1

8

作者 张思玉 陈敏健 +2 位作者 马骋 张春晓 韦伟峰 《粉末冶金材料科学与工程》 2022年第1期83-91,共9页

以无钴Li_(1.2)Mn_(0.53)Ni_(0.27)O_(2)材料、有机单体乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯(Acetoacetate ethylene glycol methacrylate,AAEM)为原料,采用溶液原位聚合法在无钴Li_(1.2)Mn_(0.53)Ni_(0.27)O_(2)材料表面形成有机物包覆层,得到... 以无钴Li_(1.2)Mn_(0.53)Ni_(0.27)O_(2)材料、有机单体乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯(Acetoacetate ethylene glycol methacrylate,AAEM)为原料,采用溶液原位聚合法在无钴Li_(1.2)Mn_(0.53)Ni_(0.27)O_(2)材料表面形成有机物包覆层,得到一种高循环稳定性和界面稳定性的层状正极材料。借助透射电子显微镜、X射线光电子能谱、电化学阻抗谱等测试手段,研究AAEM对富锂锰基层状正极材料的影响。结果表明,与原始材料相比,经过AAEM改性的Li_(1.2)Mn_(0.53)Ni_(0.27)O_(2)材料在2-4.7 V的电压区间,以1C倍率经300圈循环后,容量保持率可达82%,高于原始材料经300圈循环后的67%。因此借助双位点螯合聚合物包覆层上的配位基团能够与过渡金属离子络合,提高电极/电解质之间的界面稳定性,使正极材料的循环稳定性增加,提高材料的电化学性能。 展开更多

关键词 无钴富锂锰基层状正极材料 有机配位聚合物 表面包覆 电极/电解质界面 循环稳定性

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锂离子电池无钴富镍层状正极材料的研究现状及前景

9

作者 战令浩 梁红梅 +3 位作者 谢乐琼 王莉 虞兰剑 何向明 《电池工业》 CAS 2023年第6期305-315,共11页

目前钴元素在锂离子电池正极材料中被广泛应用,其对材料循环性能和结构稳定性的提升表现优异。然而因为钴价格高昂、供应链存在风险以及开采受限等因素,降低正极材料中钴的含量甚至实现无钴化是当前的主要研究方向。无钴富镍层状材料成... 目前钴元素在锂离子电池正极材料中被广泛应用,其对材料循环性能和结构稳定性的提升表现优异。然而因为钴价格高昂、供应链存在风险以及开采受限等因素,降低正极材料中钴的含量甚至实现无钴化是当前的主要研究方向。无钴富镍层状材料成本低、能量密度高,具有一定优势。本文综述了无钴富镍层状正极材料的合成方法和改善性能的手段,有助于研究人员了解该材料的研究进展。 展开更多

关键词 锂离子电池 层状氧化物 无钴富镍正极

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锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料的制备及其性能

10

作者 邱永松 李丽 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2022年第4期135-141,共7页

无钴镍基正极材料因其具有成本低、比容量高等优点而备受市场瞩目,但也存在倍率性能差、循环寿命短、高压循环稳定性差、表面残留锂、阳离子混排等问题需要解决。基于此,本研究提出一种双层四元无钴镍基层状单晶正极材料,以无钴镍基和... 无钴镍基正极材料因其具有成本低、比容量高等优点而备受市场瞩目,但也存在倍率性能差、循环寿命短、高压循环稳定性差、表面残留锂、阳离子混排等问题需要解决。基于此,本研究提出一种双层四元无钴镍基层状单晶正极材料,以无钴镍基和锰为基础二元材料,通过掺杂铁、铜两种金属元素制备成四元无钴高镍正极材料前驱体,将前驱体与锂源按合理配比混合制备成富锂微米级单晶基体,最后以高导电性材料氮化钛均匀包覆基体制备成锂离子电池双层四元无钴镍基单晶正极材料。性能测试结果显示,经500次循环后其容量保持率仍有98.2%,该结果验证了本试验所制备的正极材料成本低、易于产业化的特性;通过掺杂两种元素后进行微米级单晶改性处理、合理的富锂配比和高导电性材料表面包覆的协同作用,进一步提高了正极材料的高压循环稳定性和循环寿命,并具有极佳的容量和倍率性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 四元正极材料 无钴镍基正极材料 表面包覆 单晶改性 氮化钛 电池容量

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Fe/W共掺杂对LiNiO_(2)正极材料结构和电化学性能的影响

11

作者 刘小九 李东林 +3 位作者 任旭强 高建行 张龙 陆继承 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期5192-5197,5209,共7页

通过溶胶-凝胶法合成了铁、钨共同掺杂的镍酸锂正极材料(LiNi_(0.97)Fe_(0.02)W_(0.01)O_(2)),研究了双阳离子掺杂对镍酸锂正极材料电化学性能的影响。结果表明,铁、钨共同掺杂可以显著降低镍酸锂的阳离子混排,抑制H2到H3的相变,提高循... 通过溶胶-凝胶法合成了铁、钨共同掺杂的镍酸锂正极材料(LiNi_(0.97)Fe_(0.02)W_(0.01)O_(2)),研究了双阳离子掺杂对镍酸锂正极材料电化学性能的影响。结果表明,铁、钨共同掺杂可以显著降低镍酸锂的阳离子混排,抑制H2到H3的相变,提高循环稳定性并且降低电压平台的衰减。在200 mA/g的电流密度下,LiNi_(0.97)Fe_(0.02)W_(0.01)O_(2)材料循环100次后容量保持率为88.1%,而LiNiO_(2)材料容量保持率仅为62.9%。此外,LiNi_(0.97)Fe_(0.02)W_(0.01)O_(2)材料也具有更加优异的倍率性能(4000 mA/g的电流密度下放电比容量126.3 mAh/g)。因此,Fe/W共掺杂有利于提高无钴高镍层状氧化物正极材料的电化学性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 无钴层状氧化物正极材料 双阳离子掺杂 电化学性能

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5V尖晶石型无钴LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料进展综述 被引量：4

12

作者 靳佳 魏进平 周震 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期421-437,共17页

作为下一代锂离子电池或固态电池的候选正极材料,镍锰酸锂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正在吸引研究者的兴趣。本工作介绍了LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)的晶体结构、合成方法、电化学反应机制、材料的电学属性以及材料的优势,同时介绍了目前阻... 作为下一代锂离子电池或固态电池的候选正极材料,镍锰酸锂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正在吸引研究者的兴趣。本工作介绍了LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)的晶体结构、合成方法、电化学反应机制、材料的电学属性以及材料的优势,同时介绍了目前阻碍其产业化应用所存在的技术障碍:高温循环差、过程库伦效率低、金属溶出及相变、高电压下电解液分解、全电池产气等。针对存在的主要技术问题,深入讨论分析其内在的原因,并总结了若干材料层面的解决思路:微观形貌调控、新黏结剂匀浆策略、掺杂、包覆、高电压电解液匹配、制备过程控制、全电池应用研究等,另外还推测了可能的应用场景。LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料的商业化应用还有赖于电池层面的精细结构设计。综述目的是希望研究者更加关注LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料的产业化应用研究。 展开更多

关键词 锂离子电池 无钴正极材料 尖晶石材料 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4) 高电压

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