镍钴锰三元正极材料性能增强策略的研究进展

1

作者 郑德兵 杜先锋 宋方亨 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期159-172,共14页

作为新型绿色能源,锂离子电池已在众多领域表现出可取代传统石化能源的巨大潜力,为践行绿色可持续发展、减少碳排放做出了显著贡献,电池材料作为锂离子电池的重要组成部分,其性能决定了锂离子电池未来的发展空间,现阶段锂离子电池负极... 作为新型绿色能源,锂离子电池已在众多领域表现出可取代传统石化能源的巨大潜力,为践行绿色可持续发展、减少碳排放做出了显著贡献,电池材料作为锂离子电池的重要组成部分,其性能决定了锂离子电池未来的发展空间,现阶段锂离子电池负极材料已相对成熟和稳定,而锂离子电池正极材料种类多样,可调控因素较多,发展空间巨大,是锂离子电池快速发展最为关键的单元。镍钴锰三元正极材料具有能量密度高、环境友好、容量可逆等优点,被认为是现在和未来最有潜力的正极材料之一。近年来,镍钴锰三元正极材料已展示出强大的商业潜力,与此同时,人们对镍钴锰三元正极材料也提出了更高的要求,受制于正极材料循环稳定性差的本质问题,导致其实际性能与理论性能之间差值较大,鉴于其丰富的可调控性,镍钴锰三元正极材料性能提升空间巨大。主要探讨了镍钴锰三元正极材料存在的各项问题,包括Ni/Li混排、表面残碱、活性氧释放、过渡金属离子溶解以及晶界间裂纹,并阐述了元素掺杂、表面包覆以及元素掺杂和表面包覆协同效应等性能增强策略对镍钴锰三元正极材料性能的影响及作用机制,以期为该领域的科研工作者提供新的研究思路,以激发更多的创新见解,促进镍钴锰三元正极材料的快速发展。 展开更多

关键词 镍钴锰三元正极材料 循环稳定性差 元素掺杂 表面包覆 性能增强

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氯化银比浊法测定镍钴锰三元素氢氧化物中氯离子 被引量：15

2

作者 刘春峰 章连香 《中国无机分析化学》 CAS 2014年第4期4-6,共3页

建立了氯化银比浊法测定镍钴锰三元素氢氧化物中氯离子含量的测定方法。选择了合适的测定波长,并对硝酸用量、沉淀剂用量、稳定时间对测定结果的影响进行了试验,确定了较优的分析条件。样品加标回收率在95%-103.3%,氯离子浓度在0-4μg/m... 建立了氯化银比浊法测定镍钴锰三元素氢氧化物中氯离子含量的测定方法。选择了合适的测定波长,并对硝酸用量、沉淀剂用量、稳定时间对测定结果的影响进行了试验,确定了较优的分析条件。样品加标回收率在95%-103.3%,氯离子浓度在0-4μg/mL与浊度值有良好线性关系。方法为控制镍钴锰三元素氢氧化物中氯离子提供了检测依据。 展开更多

关键词 氯化银比浊法 镍钴锰三元素氢氧化物 氯离子

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电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定镍钴锰三元素氢氧化物中铅 被引量：6

3

作者 冯先进 《中国无机分析化学》 CAS 2013年第4期35-37,共3页

研究了用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定镍钴锰三元素氢氧化物中铅含量的测定方法。选择了仪器的最佳测量条件、元素测定的质量数,进行了基体元素的干扰等实验。方法测定结果准确、可靠,测定下限小于0.00005%,样品加标回收率在99... 研究了用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定镍钴锰三元素氢氧化物中铅含量的测定方法。选择了仪器的最佳测量条件、元素测定的质量数,进行了基体元素的干扰等实验。方法测定结果准确、可靠,测定下限小于0.00005%,样品加标回收率在99.2%~101.0%。方法的建立为控制镍钴锰三元素氢氧化物中铅提供了检测依据。 展开更多

关键词 电感耦合等离子体质谱法 镍钴锰三元素氢氧化物 铅

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镍钴锰三元材料的结构及改性研究进展 被引量：9

4

作者 倪闯将 刘亚飞 +1 位作者 陈彦彬 张学全 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第1期123-126,共4页

镍钴锰三元材料Li(NixCoyMnz)O2(NCM)作为锂离子电池用正极材料,兼具了较高的可逆容量、优良的热稳定性、低成本等优点,成为笔记本电脑、电动工具、新能源汽车、储能等领域最具前景的锂离子电池正极材料之一。在三元正极材料的结构方面... 镍钴锰三元材料Li(NixCoyMnz)O2(NCM)作为锂离子电池用正极材料,兼具了较高的可逆容量、优良的热稳定性、低成本等优点,成为笔记本电脑、电动工具、新能源汽车、储能等领域最具前景的锂离子电池正极材料之一。在三元正极材料的结构方面做了介绍,概括了Ni-Co-Mn比例对正极材料热稳定性、放电比容量和容量保持率的影响,并分析了掺杂、包覆与梯度材料的改善作用。最后对三元正极材料的改性、应用及发展前景进行了评价和展望。 展开更多

关键词 锂离子电池 镍钴锰三元材料 结构 改性

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镍钴锰三元前驱体生产废水零排放处理工艺设计研究进展 被引量：10

5

作者 李婵君 吴理觉 文定强 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期36-39,共4页

对镍钴锰三元前驱体生产企业产生的高盐高氨氮重金属废水来源及水质特点进行分析,提出该废水零排放难点及解决思路,分别列出各类污染物常用的工业化处理方法,最后对各组合工艺的投资、运行成本、耗能情况等多方面因素进行比较分析,方便... 对镍钴锰三元前驱体生产企业产生的高盐高氨氮重金属废水来源及水质特点进行分析,提出该废水零排放难点及解决思路,分别列出各类污染物常用的工业化处理方法,最后对各组合工艺的投资、运行成本、耗能情况等多方面因素进行比较分析,方便企业结合自身的实际情况选择最佳的废水处理工艺。 展开更多

关键词 高盐高氨氮重金属废水 镍钴锰三元前驱体 零排放 工艺设计 对比分析

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镍钴锰三元前驱体废料与草酸钴废料的联合浸出 被引量：6

6

作者 李文津 吴理觉 付海阔 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2017年第7期7-10,共4页

采用镍钴锰三元前驱体废料和草酸钴废料联合氧化还原浸出,研究了三元前驱体废料和草酸钴废料的质量配比、初始酸度、反应温度、反应时间等对镍、钴和锰浸出率的影响。结果表明,最佳反应条件为:三元前驱体废料和草酸钴废料的质量比53.... 采用镍钴锰三元前驱体废料和草酸钴废料联合氧化还原浸出,研究了三元前驱体废料和草酸钴废料的质量配比、初始酸度、反应温度、反应时间等对镍、钴和锰浸出率的影响。结果表明,最佳反应条件为:三元前驱体废料和草酸钴废料的质量比53.5、初始酸度4mol/L、反应温度50℃、液固比41、反应时间120min,钴、镍和锰的浸出率分别达到96.76%、99.75%和99.80%,浸出液直接用于共沉淀法制备三元前驱体。实现了两种废料同时浸出和循环回收利用的目的。 展开更多

关键词 镍钴锰三元前驱体 草酸钴 废料 联合浸出

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激光粒度仪测定镍钴锰三元材料前驱体粒度的研究 被引量：2

7

作者 谢堂锋 陈若葵 +3 位作者 巩勤学 朱从辉 黎佳伟 鲁游 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期140-144,共5页

以去离子水作为分散介质,采用马尔文激光粒度仪对镍钴锰三元材料前驱体进行粒度测定研究。考察了遮光度、搅拌速度、超声强度、超声时间、分散剂及其用量等测定参数对样品粒度测试结果的影响,确定了镍钴锰三元材料前驱体粒度分析的最佳... 以去离子水作为分散介质,采用马尔文激光粒度仪对镍钴锰三元材料前驱体进行粒度测定研究。考察了遮光度、搅拌速度、超声强度、超声时间、分散剂及其用量等测定参数对样品粒度测试结果的影响,确定了镍钴锰三元材料前驱体粒度分析的最佳条件为:以5%(NaPO_(3))_(6)为分散剂,遮光度10%,搅拌速度2400 r/min,超声强度100%,超声时间60 s,在此条件下测得的样品粒度分布呈较好的类正态分布,结果重现性好,相对标准偏差小于0.5%,数据准确可靠。 展开更多

关键词 激光粒度仪 三元材料 前驱体 粒度 镍钴锰三元正极材料

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镍钴锰三元前驱体废料与硫化镍废料的联合浸出 被引量：2

8

作者 付海阔 沈恒冠 +3 位作者 赵喜太 段辉 廖玉俐 张玲丽 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2022年第8期15-19,共5页

研究了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料联合氧化还原浸出过程。在下述最佳反应条件下:硫化镍废料与镍钴锰三元前驱体废料质量比1/5、反应初始酸度4 mol/L、反应温度90℃、反应液固比4、反应时间6 h,镍钴锰三元前驱体废料中锰的浸出率... 研究了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料联合氧化还原浸出过程。在下述最佳反应条件下:硫化镍废料与镍钴锰三元前驱体废料质量比1/5、反应初始酸度4 mol/L、反应温度90℃、反应液固比4、反应时间6 h,镍钴锰三元前驱体废料中锰的浸出率和硫化镍废料的利用率分别达到99.89%和92.60%,浸出渣可以返回继续还原浸出镍钴锰三元前驱体废料。本工艺避免了镍钴锰三元前驱体废料单独浸出的还原剂消耗和硫化镍废料单独浸出的氧化剂消耗,实现了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料的协同浸出。 展开更多

关键词 镍钴锰三元前驱体 硫化镍 废料 联合浸出

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高镍三元材料的掺杂改性研究及展望 被引量：8

9

作者 魏诗诗 侯顺丽 +3 位作者 周庚 董思语 胡娅婷 王甲泰 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期58-62,共5页

高镍三元镍钴锰(NCM)正极材料具有较高的能量密度、可逆容量高、环境友好等优点,已成为近年来锂电材料领域的研究热点。NCM正极材料存在锂镍混排、循环稳定性能较差等缺点,制约了其在动力电池行业的发展。如何改进NCM正极材料的电化学性... 高镍三元镍钴锰(NCM)正极材料具有较高的能量密度、可逆容量高、环境友好等优点,已成为近年来锂电材料领域的研究热点。NCM正极材料存在锂镍混排、循环稳定性能较差等缺点,制约了其在动力电池行业的发展。如何改进NCM正极材料的电化学性能,仍然需要进一步的研究。综述了近年来金属离子、非金属离子和多离子共掺杂改性NCM,阐述了不同离子掺杂对NCM正极材料结构、电化学性能的影响机理,并对NCM正极材料发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 正极材料 高镍三元镍钴锰 改性 电化学性能 掺杂

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18650三元锂电池热失控危险性及燃烧痕迹特征研究

10

作者 吴俊涛 李芳 杨生魁 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第6期896-901,共6页

为了研究三元锂电池的热失控风险,选取18650镍钴锰三元锂电池为研究对象,搭建电池热失控过程特征参数测量试验平台,探究锂离子电池在不同荷电状态、电滥用、热滥用情况下的热失控过程及燃烧痕迹特征。结果表明:锂电池正极集流板对电池... 为了研究三元锂电池的热失控风险,选取18650镍钴锰三元锂电池为研究对象,搭建电池热失控过程特征参数测量试验平台,探究锂离子电池在不同荷电状态、电滥用、热滥用情况下的热失控过程及燃烧痕迹特征。结果表明:锂电池正极集流板对电池过充、短路发生热失控具有一定的保护作用,荷电量在25%以上时,电池热失控受损程度与荷电量成正比;可以结合锂离子电池热失控前后电压、温度变化以及电池爆炸燃烧的特征现象,利用温度曲线特征峰判断发生热失控的电池状态,并结合X射线、电压变化来判断电池发生的故障状态,追溯锂电池发生火灾位置。研究成果可为锂电池设计、锂电池火灾扑救以及火灾调查提供参考依据。 展开更多

关键词 镍钴锰三元锂电池 过充 热失控 温度 燃烧痕迹

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表面活性剂辅助制备锂离子电池三元正极材料 被引量：3

11

作者 张正国 《无机盐工业》 CAS 北大核心 2015年第2期67-70,共4页

采用氢氧化物共沉淀法,设计了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（LAS）辅助工艺,在p H=11条件下制备了Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的前驱体,经过空气气氛炉900℃下煅烧15 h后,对所得样品进行XRD、SEM表征、电性能测试,探讨了LAS添加量对产物的影响... 采用氢氧化物共沉淀法,设计了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（LAS）辅助工艺,在p H=11条件下制备了Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的前驱体,经过空气气氛炉900℃下煅烧15 h后,对所得样品进行XRD、SEM表征、电性能测试,探讨了LAS添加量对产物的影响。结果表明,LAS不仅不会影响材料的层状结构,还改善了材料颗粒分布,使颗粒分布均匀,粒径均一。在2.5~4.6 V电压区间、0.1 C的倍率条件下,首次放电比容量高达181.9 m A·h/g,经过30次循环后,放电比容量为168.2 m A·h/g,容量保持率达到92.46%。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 表面活性剂 共沉淀 三元镍钴锰

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采用响应面优化酸浸法回收报废三元电池中有价金属的研究 被引量：6

12

作者 高桂兰 范丹丹 +6 位作者 贺欣 罗兴民 陈帅 郭耀广 高亭 朱秋杰 关杰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期290-296,共7页

为简化传统报废锂离子电池(LIBs)处理工艺,对报废镍钴锰三元(NCM)电池正极材料进行浸出处理,在单因素试验的基础上,利用响应面分析法分析浸出温度、抗坏血酸浓度、固液比和浸出时间对正极材料中Co、Li、Mn、Ni浸出率的影响。建立数学回... 为简化传统报废锂离子电池(LIBs)处理工艺,对报废镍钴锰三元(NCM)电池正极材料进行浸出处理,在单因素试验的基础上,利用响应面分析法分析浸出温度、抗坏血酸浓度、固液比和浸出时间对正极材料中Co、Li、Mn、Ni浸出率的影响。建立数学回归模型,分析因素间的交互作用。结果表明,各金属的回归方程模型均显著(p<0.05),R^2≥0.88,信噪比N>4,C.V.较低,可用于报废NCM电池中Co、Li、Mn、Ni浸出工艺的分析与预测,其中浸出温度和抗坏血酸浓度的交互作用对Li和Ni的浸出率影响最大。各金属浸出率的最佳工艺条件为:浸出温度69.26℃,抗坏血酸浓度1.24 mol/L,固液比31.30 g/L,浸出时间59.79 min。在此条件下,Co、Li、Mn、Ni浸出率分别为96.35%、92.53%、89.28%、56.32%。结合回归分析及可操作性原则,进行3次平行试验,试验结果与模型理论预测值接近。试验过程简单,处理方法对环境友好,有利于工业化生产。 展开更多

关键词 环境工程学 镍钴锰三元电池 酸浸 响应面 有价金属

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湿热环境下NCM三元锂离子电池热失控分析 被引量：12

13

作者 张培红 袁威 +1 位作者 魏钟原 李子建 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期881-887,共7页

从高温热滥用角度出发,对高湿高温环境中三元锂离子电池的热失控行为进行实验和模拟的对比分析.选择荷电量(SOC)为50%的镍钴锰三元锂离子动力电池(NCM523)作为研究对象,利用恒定功率1 kW的电热炉作为外加热源,加热660s后撤掉外热源,进... 从高温热滥用角度出发,对高湿高温环境中三元锂离子电池的热失控行为进行实验和模拟的对比分析.选择荷电量(SOC)为50%的镍钴锰三元锂离子动力电池(NCM523)作为研究对象,利用恒定功率1 kW的电热炉作为外加热源,加热660s后撤掉外热源,进行湿热环境下NCM三元锂离子电池热滥用实验,并利用COMSOL多物理场仿真软件进行数值模拟.结果表明:常湿条件下,环境初始温度的提高,造成热失控发生的时刻显著提前.对于SOC为50%的NCM三元锂离子电池,在相对湿度为50%的条件下,当环境初始温度由20℃增加到40℃时,电池达到热失控的时间提前了20. 2%;在室温为30℃条件下,当环境湿度由50%增加到100%时,热失控导致的最高温度增加了37. 2%.高温高湿环境将造成NCM三元锂离子电池热失控的危险性显著增加. 展开更多

关键词 镍钴锰三元锂离子电池 COMSOL多物理场 热滥用 热失控 相对湿度

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三元NCM锂离子电池高电压电解质的研究进展 被引量：5

14

作者 毛舒岚 武倩 +1 位作者 王卓雅 陆盈盈 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第2期538-550,共13页

层状三元材料LiNixCoyMn1-x-yO2(以下简称NCM)具有较高的比容量和工作电压平台及良好的倍率性能,在电动汽车领域占据重要地位。为满足电动汽车续航里程的需求,提高工作电压被视为提升三元锂离子电池能量密度的一种有效手段。然而现存电... 层状三元材料LiNixCoyMn1-x-yO2(以下简称NCM)具有较高的比容量和工作电压平台及良好的倍率性能,在电动汽车领域占据重要地位。为满足电动汽车续航里程的需求,提高工作电压被视为提升三元锂离子电池能量密度的一种有效手段。然而现存电解液电化学窗口窄,无法实现高电压下的稳定循环。本综述对高工作电压下的NCM电池电解质进行探讨,从电解液在高工作电压下分解相关的前线轨道理论及电极与电解液界面反应出发,指出了提高三元正极材料锂离子电池高压工作性能的关键,总结了近年来高工作电压下三元正极材料锂离子电池非水系电解质在溶剂、锂盐、添加剂等方面的设计进展以及固态电解质和离子液体在高工作电压下NCM电池中的应用。最后对电解液在高工作电压下的实际应用提出改进方案,对未来固态电解质的发展趋势提出展望。 展开更多

关键词 锂离子电池 镍-钴-锰三元正极材料 高电压电解质 正极-电解质界面

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三元正极材料与无机固态电解质复合正极材料的研究进展 被引量：1

15

作者 孙丽媛 卢鹏 石俊峰 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期39-42,47,共5页

锂离子电池用镍钴锰三元正极材料由于能量密度高、循环性能好而备受市场青睐,但其存在表面残碱高、安全性能差的缺点。无机固态电解质具有高离子电导率、高结构稳定性的特点。将三元正极材料与无机固态电解质材料复合,可有效解决镍钴锰... 锂离子电池用镍钴锰三元正极材料由于能量密度高、循环性能好而备受市场青睐,但其存在表面残碱高、安全性能差的缺点。无机固态电解质具有高离子电导率、高结构稳定性的特点。将三元正极材料与无机固态电解质材料复合,可有效解决镍钴锰三元正极材料的问题。简要介绍了三元正极材料分别与NASICON型、石榴石型、LISICON型、β-锂霞石型和硫化物型无机固态电解质复合的案例,综述了现阶段的研究进展,并展望了其未来应用过程中的挑战与发展趋势。 展开更多

关键词 锂离子电池 镍钴锰三元正极材料 无机固态电解质 表面包覆

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不同正极材料的锂离子电池容量特性分析 被引量：3

16

作者 李玲玲 谢阳 +1 位作者 曹丽鹏 黄凯 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1677-1680,共4页

容量作为表征锂离子电池剩余寿命的重要参数,是目前国内外学者研究的重要内容之一。为了更全面地分析锂离子电池容量特性,选取了两种不同正极材料的锂离子电池作为研究对象并进行容量特性的相关实验,探究了正极材料、放电倍率、电池温... 容量作为表征锂离子电池剩余寿命的重要参数,是目前国内外学者研究的重要内容之一。为了更全面地分析锂离子电池容量特性,选取了两种不同正极材料的锂离子电池作为研究对象并进行容量特性的相关实验,探究了正极材料、放电倍率、电池温升、环境温度和循环次数等五个参数对电池放电容量的影响,进一步分析了引起锂离子电池容量衰减的内部机理。实验结果表明,相比于磷酸铁锂电池,镍钴锰三元锂离子电池对温度和放电倍率更敏感。 展开更多

关键词 容量特性 放电容量 磷酸铁锂电池 镍钴锰三元锂离子电池

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锂离子电池循环寿命影响因素的研究 被引量：5

17

作者 王双双 武行兵 +2 位作者 张沿江 臧强 姜雨恒 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1211-1213,共3页

选用Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2材料制成了锂离子动力电池,将该单体电池进行循环寿命实验,通过对电池进行拆解分析,分别对正极极片、负极极片、隔膜等进行形貌与成分分析,研究了电池主要材料中影响循环寿命的主要因素。通过扫描电子显微镜法(... 选用Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2材料制成了锂离子动力电池,将该单体电池进行循环寿命实验,通过对电池进行拆解分析,分别对正极极片、负极极片、隔膜等进行形貌与成分分析,研究了电池主要材料中影响循环寿命的主要因素。通过扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)、X射线衍射光谱法(XRD)等测试分析比较这几种主要材料,发现隔膜在循环前后的差异最小;循环后负极极片表面脱落较多,且极片表面有颗粒状物质;正极极片表面脱落较少,但其SEM图中表面形貌有开裂,XRD数据分析有结构方面的变化。 展开更多

关键词 锂离子电池 三元镍钴锰 循环寿命 主要因素

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