具有不同组成的镍钴锰三元材料的最新研究进展

陈鹏; 肖冠; 廖世军, 化工进展 2016年01期 , 期刊

镍钴锰三元材料近年来在移动电话、笔记本、数码相机等电子设备电池的应用方面取得了巨大的成功,相关研究及开发也得到了学术界的空前关注。镍钴锰三元材料三元材料中最为重要的一类材料,目前已有多种这类三元材料成功地应用于锂离子电池。本文将介绍近年来镍钴锰三元材料的一些最新研究进展,主要介绍几种典型的具有不同镍钴锰比例的几类三元材料(333,523,811,622,424)的制备技术、结构研究、性能研究、掺杂及包覆改性等方面的研究进展,并对这些材料的应用前景及存在的问题做了简介。并在...


锂离子电池三元正极材料的研究进展

邹邦坤; 丁楚雄; 陈春华, 中国科学:化学 2014年07期 , 期刊

含有三种过渡金属元素的镍钴锰酸锂(Li(Ni,Co,Mn)O2,简称三元材料)作为最有商业化前途的锂离子电池正极材料,近年来受到了研究者和工业界广泛关注,有望成为动力电池的主要正极活性物质.本文对几种主要组成的三元材料(111,523,424,811)的合成工艺、材料掺杂和表面包覆改性、电解液匹配三方面的最新研究进展进行了综述,并对其商业化应用前景进行了展望和评价....


锂离子电池高镍三元正极材料的合成、表征与改性研究

唐仲丰, 中国科学技术大学 发表时间:2018-05-01 博士

...并降低成本。另一方面,从目前的锂离子电池采用的材料体系来看,负极材料基本都采用石墨,所以正极材料的能量密度就决定了一个电池的能量密度。而高镍三元正极材料相对于磷酸铁锂和锰酸锂等材料有较大的能量密度优势,因此,本论文选取高镍三元材料作为研究对象,针对三元材料在实际应用中面临的一些问题,如较差的循环寿命、倍率性能及安全性能等,开展了一系列的表征评估及改性研究,为高镍三元材料的实际应用提出一些建议及策略。论文第一章主要介绍了锂离子电池的构成和工作原理,并着重综述了目前几种动力型正...


锂离子电池三元材料Li-Fe-Ni-Mn-O的制备与性能研究

李正, 哈尔滨工业大学 发表时间:2013-06-01 硕士

...极高的关注。发展高性能锂离子电池的瓶颈是其正极材料,尽管Li-Co-Ni-Mn-O三元层状材料通过元素协同效应具备了循环性能优异、比容量较高以及结构稳定等诸多优点,但是Li-Co-Ni-Mn-O三元层状材料中使用的Co元素有毒,危害环境,而且Co为战略金属,随着近年来价格的不断攀升,成本问题制约了该材料的应用领域。采用廉价、环保的Fe元素取代Co元素是上述问题的一个良好的解决办法,本文采用溶胶凝胶法制备了Li-Fe-Ni-Mn-O层状三元材料,并且研究了金属离子掺杂、富锰化...


锂离子电池三元正极材料的制备与研究

肖冠, 华南理工大学 发表时间:2014-05-31 硕士

为了满足动力电池对锂离子电池正极材料的要求,研究者对各种正极材料进行了深入的研究。相对于LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等常见的锂离子电池正极材料,镍钴锰三元正极材料有较高的能量密度以及较好的循环稳定性和热稳定性,有希望应用于电动汽车和混合电动汽车上。本论文制备了不同Ni、Co、Mn配比的三元正极材料,通过电化学测试选取了电化学性能优异的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料为研究重点。研究了焙烧温度,镍钴锰原材料的种类、锂源的选择对LiNi0.5Co0.2...


锂离子电池正极材料LiNixCo1-2xMnxO2的制备和结构,物理性质与电化学性能的关联研究

别晓非, 吉林大学 发表时间:2013-06-01 博士

...成。对锂离子电池而言,在充放电过程中,正/负极材料将发生可逆的氧化还原反应,锂离子作为载流子在电池两极间进行电荷输运转移。商用化锂离子电池通常采用石墨作为负极,正极材料的选择决定了锂电池容量,循环寿命,安全性能及商用成本。目前主流正极材料按其晶体结构可分为:层状结构,尖晶石结构及聚阴离子结构。尖晶石结构的锰酸锂正极材料在重复充放电循环后将发生不可逆的结构相变,其可逆容量会发生急剧衰减。聚阴离子结构的正极材料因其导电率过小,从而严重影响了材料的倍率性能。因此,目前商用锂离子电...


层状三元材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的烧结工艺及其Al离子掺杂改性研究

夏云飞, 哈尔滨工业大学 发表时间:2015-06-01 硕士

...0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)材料是一种中高镍系的三元正极材料,相对于低镍系和高镍系的三元材料,NCM622在比容量、合成工艺以及成本控制上具有综合的比较优势,是目前取代Li Co O2正极材料在锂离子电池市场中主流地位最具竞争性的材料之一。本文研究了NCM622材料的研发过程中,Li/TM(TM=Ni+Co+Mn)化学计量比、烧结工艺对NCM622材料物理化学以及电化学性能的影响,并在前期优化工艺的基础上,对材料进行Al3+离子的掺杂改性,期望获得容量、倍...


锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用

蔡少伟, 电源技术 2013年06期 , 期刊

对近年来锂离子电池正极材料氧化镍钴锰锂的研究进展进行了综述,介绍其结构、性能特点、制备方法、电化学性能以及掺杂、包覆改性等方面的研究情况,论述了三元材料的研究现状和市场应用,环保、高能的三元材料将成为下一代动力锂离子电池的首选。...


锂离子电池正极三元材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2性能的研究

聂敏, 哈尔滨师范大学 发表时间:2016-06-01 硕士

...Co1/3Mn1/3O2及其衍生三元正极材料具有较高的理论容量、循环稳定性与热稳定性较好等优点,是最有可能代替LiCoO2的锂离子电池正极材料之一。目前研究的三元材料中,LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(以下简称NCM523)因其较高的Ni组分,可以提高材料的比容量以及降低成本而引起人们的广泛关注。本文以正极材料LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2为研究对象,对不同粒径前驱体制备的正极材料的配锂量、煅烧条件、前驱体Ni0.5Mn...


废旧锂离子动力电池中镍钴锰酸锂正极材料的回收及再利用

史红彩, 郑州大学 发表时间:2017-05-01 硕士

...化物。因此,在废旧锂离子动力电池中,尤其是正极材料的回收及再利用对节约自然资源和保护环境显得非常重要。但是,就目前而言,有关废旧锂离子动力电池中镍钴锰酸锂正极材料的回收及再利用的研究比较少。针对上述问题,本文对以镍钴锰酸锂(以下简称“三元”)为正极材料的废旧锂离子动力电池的回收及再利用展开研究。本文主要研究内容包括:(1)对废旧三元锂离子动力电池进行前期的电化学性能(剩余容量、内阻、电压等)评估,并与同系列的新电池作对比。确定这些电池是否已达到无法满足在高性能电动设备中应用...


应用于高寒地区的电动汽车动力电池系统热管理技术研究

杨鹏, 哈尔滨工业大学 发表时间:2015-06-01 硕士

...先通过电池特性实验研究了低温对于磷酸铁锂电池和三元材料电池的容量、开路电压和内阻等关键参数的影响,分析得出电池的适宜工作温度范围。通过脉冲充放电实验获取了电池的等效比热容和传热系数等关键热物性参数,为热管理系统的方案设计提供了理论依据。其次,分析了动力电池系统的预热机理,并通过小模组的预热实验对比了三种预热方式的优缺点,通过分析,得出利用加热元件直接对电池底部加热是一种有效、可行的预热方式。并在此基础上完成了动力电池系统的整体结构设计和预热方案设计。最后,明确了低温环境下动...


全球锂离子电池正极材料产业发展分析

安洪涛, 矿冶工程 2015年06期 , 期刊

从产业背景、发展现状和全球主要企业销量3个方面对锂离子正极材料产业发展进行了分析,并结合国内发展动向,提出了产业未来的发展方向,为锂离子电池正极材料产业发展提供参考。...


三元正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备及低温性能研究

杨利, 西北师范大学 发表时间:2015-05-01 硕士

随着我国经济的快速发展,对电池新材料需求的不断增加,锂离子电池的三元正极材料因其安全性高,成本低廉,比容量高(277mAh/g),具有较高的锂离子扩散能力。被认为是可以较好的取代LiCo O2的正极材料,有很好的应用前景。本文采用共沉淀法合成了性能优良的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料,运用XRD、SEM、恒电流充放电技术对该材料的形貌、微观结构和电化学储锂性能特别是其低温放电行为进行了表征和研究。实验结果如下:1、在不同的陈化时间下对制备...


高性能锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的工业化探索

胡东阁, 复旦大学 发表时间:2012-05-08 硕士

...n又有很好的电化学协同效应。作为锂离子电池正极材料,层状三元镍钴锰酸锂具有比容量高、循环性能好,成本低、安全性好等优点。本研究选择以Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2和Li2CO3为原料,通过混料,改善烧结工艺等手段,探索高性能三元材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的工业化路线,主要研究内容如下:(1)设备的选型和研发。混料是此工业路线的关键点之一,前躯体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)(OH)2和Li2CO3需要在微米级混合均匀而又不破坏前躯体的形貌,同时...


废旧三元锂离子电池正极材料的回收技术研究

施平川, 北京理工大学 发表时间:2015-06-01 硕士

...环利用,发展废旧锂离子电池回收技术十分必要。而三元材料中含有多种有价值的金属元素,具有较大的回收价值。在本文中,主要研究了利用葡萄糖酸对废旧锂离子电池中的三元正极材料进行酸浸的过程,并且从酸的浓度、还原剂的量、固液比、酸浸时间和温度这5个方面对实验的条件进行了研究,并对其反应机理进行了探讨。⑴实验内容包括:对电池进行充分放电;然后进行人工拆解分离金属和塑料外壳、负极、隔膜和正极;并利用NMP和超声辅助清洗分离活性物质和铝箔;对活性物质进行热处理和SEM、XRD表征;利用葡萄...


锂离子电池三元材料专利技术分析

余志敏; 周述虹; 阎澄; 张健, 储能科学与技术 2017年03期 , 期刊

锂离子电池三元系层状正极材料即Li Ni1-x-y CoxMnyO2,相对于单一组分层状材料如钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂,具有放电容量大、循环性能好等优点,是具有良好应用前景的正极材料之一,特别是在全球新能源产业持续发展的环境下。为了解锂离子电池三元材料专利技术在世界范围以及中国的发展情况,以德温特世界专利索引数据库(DWPI)和中国专利文摘数据库(CNABS)的检索结果为基础,对三元材料专利申请量趋势、制备方法及技术功效、重要申请人、技术发展路线及三元材料核心专利做了详细分析...


镍钴锰酸锂三元正极材料的研究与应用

孙玉城, 无机盐工业 2014年01期 , 期刊

镍钴锰酸锂三元材料的化学组成最初出现在20世纪90年代末期的钴酸锂和镍酸锂的掺杂研究中,其作为独立体系材料的研发开始于2001年。在该化合物中,镍呈现正二价,是主要的电化学活性元素;锰呈现正四价,不参与电化学反应,只对材料的结构稳定性和热稳定性提供保证;钴是正三价,部分参与电化学反应,其主要作用是保证材料层状结构的规整度、降低材料电化学极化、提高其倍率性能。该材料具有比容量高、高电压下结构稳定、安全性较好等优点,是目前看来最有应用前景的一种锂离子电池正极材料。...


锂离子电池正极三元材料产业化工艺研究

蔡少伟, 天津大学 发表时间:2014-09-01 硕士

...子电池是人类应对能源危机最重要的手段之一,正极材料作为锂电池重要的组成部分,其性能好坏直接影响电池的各项性能。开发高性能、低成本的新型正极材料一直是锂离子电池的研究方向。作为锂离子电池正极材料,层状三元镍钴锰酸锂具有比容量高、循环性能好,成本低、安全性好等优点,被认为是最具开发应用前景、实现替代Li CoO2电极材料的新型正极材料之一,目前该材料已经逐步走向市场,应用领域不断扩大,尤其是在电动汽车(EV)和混合电动汽车领域(HEV),也具有相当大的发展空间。本文采用共沉淀法...


锂离子电池富镍三元材料的合成放大化和改性研究

徐晟, 哈尔滨工业大学 发表时间:2017-06-01 硕士

随着动力电池市场的迅猛发展,电池的正极材料逐渐成为产业化研究的主要方向之一,其中富镍组分的三元镍钴锰811材料凭借高放电比容量(200 mAh g-1)、低成本的特点成为下一步产业化的热点。目前三元NCM镍钴锰材料最为常见和成熟的合成方法是先使用共沉淀法合成三元材料前驱体,再混锂高温固相烧结,这种方法可以得到粒度分布可控、振实密度高的球型三元正极材料。目前经过多年的实验室小规模研究,已基本探寻出控制材料振实密度和颗粒粒径的影响条件,研究出温度、pH值、氨/金属进料比等...


锂离子动力电池正极材料发展综述

丁玲, 电源技术 2015年08期 , 期刊

随着新能源汽车的发展,锂离子动力电池成为最热门的电动车动力电池,其中正极材料作为锂离子动力电池的核心材料而备受关注。当前商用的锂电池正极材料主要有锰酸锂、磷酸铁锂及三元材料,对这三种材料的研究进展及市场应用分别进行综述,分析、比较其性能特点,并展望其发展前景。...


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