煅烧温度对高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)正极材料结构与电化学性能的影响

1

作者 胡雷雷 吴昊哲 +4 位作者 张一博 赵亮 吴熹 贺英 后小毅 《化工新型材料》 北大核心 2025年第S1期167-172,共6页

高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)被认为是目前具有潜力的锂离子电池正极材料之一。通过有机胺共沉淀和高温固相法制备了高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)(NM91)二元正极材料,并通过结构表征和电化学性能测试探究煅烧温度对正极材料结... 高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)被认为是目前具有潜力的锂离子电池正极材料之一。通过有机胺共沉淀和高温固相法制备了高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)(NM91)二元正极材料,并通过结构表征和电化学性能测试探究煅烧温度对正极材料结构和电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学性能对NM91正极材料外貌和结构进行分析,结果表明:在750℃时NM91正极材料的阳离子混排低,I_((003))/I_((104))比值最高,形貌趋于完整。同时电化学性能最佳,在0.1C下首次充放电库仑效率可达85.04%,0.5C下循环100圈后容量保持率为87.18%,1.0C下循环100圈后容量保持率为70.81%。H2-H3有害相变降低,显著提高了富镍阴极材料的结构稳定性,从而提高了富镍二元锂离子电池的电化学性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 高镍lini_(0.9)mn_(0.1)o_(2) 有机胺共沉淀法

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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

2

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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富镍LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料改性研究进展 被引量：2

3

作者 王恩通 高淑娟 《电池》 CAS 北大核心 2024年第4期584-588,共5页

锂离子电池用富镍正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)具有高能量密度、高安全性等优点。受容量衰减、循环寿命和热稳定性等方面的限制,该材料进一步的改性成为当前研究的热点。针对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)材料的改性研... 锂离子电池用富镍正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)具有高能量密度、高安全性等优点。受容量衰减、循环寿命和热稳定性等方面的限制,该材料进一步的改性成为当前研究的热点。针对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)材料的改性研究主要集中在离子掺杂、表面包覆和结构设计等方面。离子掺杂能改善结构稳定性和电化学性能,特别是过渡金属离子的掺杂有助于延长循环寿命和提高结构稳定性;表面包覆改性可增强电化学稳定性和抗氧化性能,延长循环寿命和提高抗极化能力;结构设计可优化晶体结构、提高传导性能和缓解应力,提高循环稳定性、容量保持率和功率密度。 展开更多

关键词 锂离子电池 lini_(0.8)Co_(0.1)mn_(0.1)o_(2) 富镍正极材料 改性 电池性能

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三元材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)的制备及Na^(+)掺杂改性研究

4

作者 杨福 解玉龙 《无机盐工业》 北大核心 2025年第3期43-49,共7页

高镍三元正极材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM)因具有比容量高、成本低、环境友好等特点被广泛应用,但其较高的镍含量导致阳离子混排严重,循环和倍率性能差。为了改善上述存在的不足,元素掺杂是一种降低阳离子混排程度和增... 高镍三元正极材料LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM)因具有比容量高、成本低、环境友好等特点被广泛应用,但其较高的镍含量导致阳离子混排严重,循环和倍率性能差。为了改善上述存在的不足,元素掺杂是一种降低阳离子混排程度和增强结构稳定性的有效策略。采用共沉淀法制备了Na^(+)掺杂LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(NCM-x%Na)正极材料(其中x%为物质的量分数)。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)手段对NCM-x%Na材料进行形貌和结构表征,通过充放电测试系统对其电化学性能测试。结果表明:Na^(+)掺杂可以有效减小颗粒尺寸和抑制阳离子混排程度,扩大了锂层间距,从而有助于提高锂离子的扩散速率;当x=2时Na^(+)掺杂LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)样品(NCM-2%Na)有最佳的电化学性能,在2.7~4.4 V、0.1C下循环100次后放电比容量为139.0 mA·h/g(容量保持率为86%),较NCM高出17%;在2.0C下NCM-2%Na材料放电比容量为82.2 mA·h/g,远远高于未改性的LiNi_(0.65)Co_(0.15)Mn_(0.2)O_(2)(39.4 mA·h/g);在0.1C、0.2C、0.5C、1.0C、2.0C下对其倍率性能测试,其中0.1C倍率下循环25次后NCM-2%Na容量保持率为90%,较NCM高出9%;反应动力学显示,NCM-2%Na有更小的电荷转移电阻,且锂离子扩散系数要高于NCM,使电荷传输动力学得到提升。 展开更多

关键词 高镍 正极材料 lini_(0.65)Co_(0.15)mn_(0.2)o_(2) Na^(+)掺杂 倍率性能

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Na^(+)掺杂对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料电化学性能的影响 被引量：2

5

作者 陈绍军 丁波 +1 位作者 丁安莉 李春来 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期843-846,共4页

高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(简称NCM811)是非常有前景的动力电池用锂离子电池正极材料。LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)具有比容量高、成本低、环保等优点,但也存在锂镍混排严重,容量衰减快等缺点。为解决这些... 高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(简称NCM811)是非常有前景的动力电池用锂离子电池正极材料。LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)具有比容量高、成本低、环保等优点,但也存在锂镍混排严重,容量衰减快等缺点。为解决这些问题,促进该材料在动力电池中的应用进程,本研究采用高温固相法合成了NCM811,并通过Na+掺杂对材料进行改性。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料进行形貌和结构表征。采用循环伏安(CV)、循环、倍率以及电化学阻抗(EIS)等手段研究材料的电化学性能。研究结果表明:在2.7~4.3V,0.5C放电条件下,当Na^(+)掺杂量为0.1摩尔分数时,显示了185mAh/g的初始放电比容量,循环100次后,仍保持151mAh/g,显示出较好的循环性能。在0.2C,0.5C,1C,2C,5C和10C下材料的放电比容量分别为195,184,158,137,112和90mAh/g,展现出较好的倍率性能。因此,适量的Na+掺杂能有效提高NCM811材料的电化学性能。 展开更多

关键词 高镍三元lini_(0.8)Co_(0.1)mn_(0.1)o_(2)正极材料 钠离子掺杂 电化学性能

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氟化铝/硼酸复合包覆LiNi_(0.83)Co_(0.12)Mn_(0.05)O_(2)的制备及性能 被引量：3

6

作者 褚曼曼 于建 张兴旺 《电池》 CAS 北大核心 2022年第3期258-262,共5页

高镍三元材料(LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2),NCM,x+y≤0.4)能量密度高、成本低,但存在容量衰减快、存储过程中产气等问题。金属氟化物常用来包覆正极材料,以改善电化学性能,但存在处理过程繁琐、包覆层不均匀和易生成强腐蚀性气体等... 高镍三元材料(LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2),NCM,x+y≤0.4)能量密度高、成本低,但存在容量衰减快、存储过程中产气等问题。金属氟化物常用来包覆正极材料,以改善电化学性能,但存在处理过程繁琐、包覆层不均匀和易生成强腐蚀性气体等缺陷。通过简单高效的球磨法,在高镍三元正极材料LiNi_(0.83)Co_(0.12)Mn_(0.05)O_(2)表面包覆薄且均匀的氟化铝(AlF_(3))和硼酸(H_(3)BO_(3))涂层。该复合涂层没有影响材料的层状结构,有利于Li^(+)的嵌脱。均匀致密的涂层可充当保护层,阻挡电解液腐蚀,减轻电极与电解液之间的副反应。以0.2 C在2.50~4.25 V充放电,AlF_(3)和H_(3)BO_(3)复合包覆正极的比容量提高到205.3 mAh/g,未改性材料为198.0 mAh/g;组装的软包装电池70℃满充存储7 d后的热测体积增长率最低仅有10.6%,低于同组分的商业化产品(40.7%),说明产气量更少。 展开更多

关键词 高镍三元正极材料 氟化铝(AlF_(3)) 硼酸(H_(3)Bo_(3)) 复合包覆 电化学性能 lini_(0.83)Co_(0.12)mn_(0.05)o_(2)

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LiF添加剂改善含锂陶瓷隔膜与4.35 V LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极的界面稳定性

7

作者 黄永浩 臧国景 +2 位作者 朱霨亚 廖友好 李伟善 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2361-2369,共9页

锂离子电池用LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)正极,具有较高比容量和较低成本的优点,但是其在高电压长循环时正极界面极不稳定、安全性能亟待提高。虽然锂快离子导体Li1.2Ca0.1Zr1.9(PO4)3制备的陶瓷隔膜在很大程度上可以解决... 锂离子电池用LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)正极,具有较高比容量和较低成本的优点,但是其在高电压长循环时正极界面极不稳定、安全性能亟待提高。虽然锂快离子导体Li1.2Ca0.1Zr1.9(PO4)3制备的陶瓷隔膜在很大程度上可以解决电池的安全性问题,但是与NCM811正极界面稳定性差。本工作通过在陶瓷隔膜中添加具有稳定界面功能的氟化锂(LiF)的方法来解决此问题。采用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、机械拉伸强度、热收缩、吸液率、电化学阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)和充放电测试等方法进行表征。结果表明,当LiF占涂覆无机陶瓷颗粒总质量的10%时,得到的陶瓷隔膜性能最佳:具有良好的离子传输性能(室温离子电导率提高至9.5×10^(-4)S/cm)和最佳的界面稳定性。隔膜组装的Li||LiNi_(0.8)Co_(0.1)Ni_(0.1)O_(2)扣式电池在3.0~4.35 V的高电压范围以0.3 C倍率循环400次后,放电比容量从195.2 mAh/g减少到119.9 mAh/g,保持初始容量的61.4%,而没有添加LiF的陶瓷隔膜电池仅为32.7%。含LiF的陶瓷隔膜提升电池循环稳定性的原因是形成了高质量的高压正极/电解质界面膜,稳定了正极与陶瓷隔膜的界面,使正极材料在高电压下仍能保持结构的稳定。因此,本工作制备的陶瓷隔膜为NCM811正极在高电压锂离子电池中的商业化应用提供了一种便捷方法。 展开更多

关键词 含锂陶瓷隔膜 氟化锂 lini_(0.8)Co_(0.1)mn_(0.1)o_(2)正极 电极/隔膜界面 高电压 锂离子电池

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聚苯胺纳米点包覆LiNi_(0.8)Co_(0.15)Mn_(0.05)O_(2)正极材料的电化学性能研究

8

作者 李建营 李绍敏 +2 位作者 杨茂夏 赵佰庆 刘昊 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期9095-9101,9108,共8页

目前高镍材料存在长循环寿命差、安全性能低等问题。表面包覆是提升高镍材料电化学性能的有效手段。本文通过具有导电特性的高分子聚苯胺纳米点包覆高镍正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Mn_(0.05)O_(2)从而提高其循环性能。包覆后的材料在0... 目前高镍材料存在长循环寿命差、安全性能低等问题。表面包覆是提升高镍材料电化学性能的有效手段。本文通过具有导电特性的高分子聚苯胺纳米点包覆高镍正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Mn_(0.05)O_(2)从而提高其循环性能。包覆后的材料在0.2C倍率下100圈循环后容量为184.1 mAh/g,保持率为95.7%。1C倍率下循环100圈后容量为156.3 mAh/g,保持率为88.3%。可见纳米点PANI包覆NCM能提高高镍材料的循环稳定性。实验表明材料循环性能提高的原因在于聚苯胺纳米点包覆可以抑制材料表面副反应的发生以及H2-H3结构相变。 展开更多

关键词 锂离子电池 高镍正极材料 聚苯胺 纳米点包覆 lini_(0.8)Co_(0.15)mn_(0.05)o_(2)

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高性能高镍三元正极材料的合成条件 被引量：3

9

作者 李翔 戴林杉 +1 位作者 彭金星 隋邦傑 《电池》 CAS 北大核心 2022年第5期497-501,共5页

高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)具有能量密度高和成本低的特点。有关高温固相法合成时多项实验条件变量对产物性能影响的研究不多。以镍钴锰氢氧化物为原料,采用高温固相合成法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),... 高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)具有能量密度高和成本低的特点。有关高温固相法合成时多项实验条件变量对产物性能影响的研究不多。以镍钴锰氢氧化物为原料,采用高温固相合成法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),用热重(TG)-差示扫描量热(DSC)、XRD、SEM和粒度分析等方法,研究烧结温度、时间和过锂量对产物性能的影响。产物为球形,粒径均匀、结构稳定。电化学性能测试结果表明:在烧结温度为800℃、烧结时间为15 h及过锂量为5%的条件下合成的产物,性能最好。以0.2 C在2.50~4.30 V充放电,首次放电比容量达到212.2 mAh/g;在电流为1.0 C时,第100次循环的比容量从首次循环的187.9 mAh/g降至176.6 mAh/g,容量保持率为94.0%。 展开更多

关键词 高镍正极材料 电化学性能 lini_(0.8)Co_(0.1)mn_(0.1)o_(2) 过锂量

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富镍NCM811正极材料的制备及电化学性能研究 被引量：3

10

作者 路韵静 罗诗健 +3 位作者 任治丞 张鹏骞 孙念 李翠芹 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期156-164,共9页

采用高温固相反应法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)正极材料。利用TG-DSC、XRD、SEM-EDS、HRTEM对样品进行热分析、物相结构、微观形貌及元素组成分析,对由NCM811正极材料组装的半扣式电池进行倍率性能及长循环性能测试... 采用高温固相反应法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)正极材料。利用TG-DSC、XRD、SEM-EDS、HRTEM对样品进行热分析、物相结构、微观形貌及元素组成分析,对由NCM811正极材料组装的半扣式电池进行倍率性能及长循环性能测试。结果表明,当Ni_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)(OH)_(2)前驱粉体与LiOH·H_(2)O混合物的预热温度为480℃、混锂配比为1.05∶1、煅烧温度为800℃、煅烧气氛为氧气时,半扣式电池表现出优异的倍率性能和循环性能。 展开更多

关键词 富镍正极材料 lini_(0.8)Co_(0.1)mn_(0.1)o_(2) 锂离子电池 结构优化 电化学性能

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氧化铝作为处理剂在锂离子电池中的应用 被引量：1

11

作者 陈思敏 吴春蕾 +1 位作者 段先健 郑育英 《电池》 CAS 北大核心 2023年第6期647-651,共5页

为提高LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)材料的循环稳定性,以氧化铝(Al_(2)O_(3))为电解液处理剂,用一种简单的方法制备功能性电解液,研究对NCM材料的性能影响。与原始NCM相比,在电解液中添加0.50%Al_(2)O_(3)的NCM以0.5 C在2.7... 为提高LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)材料的循环稳定性,以氧化铝(Al_(2)O_(3))为电解液处理剂,用一种简单的方法制备功能性电解液,研究对NCM材料的性能影响。与原始NCM相比,在电解液中添加0.50%Al_(2)O_(3)的NCM以0.5 C在2.75~4.30 V循环200次的容量衰减更慢,容量保持率为80.33%,同时电荷转移电阻(R_(ct))增加趋势较低。SEM分析表明,正极表面仍可看出清晰的颗粒轮廓与层状结构。 展开更多

关键词 锂离子电池 富镍层状正极 氧化铝(Al_(2)o_(3)) lini_(0.8)Co_(0.1)mn_(0.1)o_(2)(NCM811) 电解液

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