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单晶镍纳米切削材料去除行为与机理研究 被引量：1
1
作者 田海兰 闫少华 +1 位作者 韩涛 闫海鹏 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期157-165,共9页
单晶镍纳米尺度加工时的材料去除机理对实现其超精密加工尤为重要。为此,借助分子动力学仿真研究单晶镍纳米切削时的力热行为、表面/亚表面形成特征以及塑性变形机制以揭示材料去除机理。结果表明单晶镍纳米切削时,有序的镍原子在刀具... 单晶镍纳米尺度加工时的材料去除机理对实现其超精密加工尤为重要。为此,借助分子动力学仿真研究单晶镍纳米切削时的力热行为、表面/亚表面形成特征以及塑性变形机制以揭示材料去除机理。结果表明单晶镍纳米切削时,有序的镍原子在刀具挤压和剪切作用下以非晶结构的形式被去除,部分具有面心立方(face center cubic, FCC)结构的镍原子转变成密排六方(hexagonal close-packed, HCP)结构和非晶结构,主导了相变与非晶化;同时出现伯氏矢量分别为1/6<112>、1/3<100>、1/6<110>、1/3<111>以及1/2<110>的位错线。单晶镍纳米切削时的塑性变形机制为相变、非晶化和位错滑移。在切削过程中,由于几何条件与能量条件被同时满足,发生1/2<110>全位错转变为1/6<112>不全位错的位错反应。在切削力热的作用下,已加工亚表面出现了位错环、梯杆位错、棱住位错、V型位错、原子团簇和空位等缺陷结构。相比于(100)晶面和(110)晶面,沿(111)晶面切削有利于减小亚表面缺陷层深度。 展开更多
关键词 单晶镍 纳米切削 分子动力学 材料去除机理 塑性变形机制
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Zr改性LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)正极材料的制备及电化学性能研究
2
作者 李韡 赵煜埂 +2 位作者 刘婧 单桂轩 张金利 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第5期520-530,共11页
锂离子电池具有体积小、工作温度范围宽和高能量密度等特点,已被广泛应用于新能源汽车动力电池、储能等领域.在众多锂离子电池材料中,富镍无钴正极材料LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)(NM)因其优异的放电比容量、较低的生产成本和环境友好性而... 锂离子电池具有体积小、工作温度范围宽和高能量密度等特点,已被广泛应用于新能源汽车动力电池、储能等领域.在众多锂离子电池材料中,富镍无钴正极材料LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)(NM)因其优异的放电比容量、较低的生产成本和环境友好性而成为研究热点.但该材料同时也存在循环稳定性差、Li^(+)/Ni^(2+)混排严重和电解液侵蚀造成的材料结构退化等问题.为了提高NM材料的电化学性能,采用高剪切强化共沉淀法在材料前驱体中嵌入Zr进行改性,研究了Zr嵌入对材料晶体结构与形貌、循环性能、倍率性能、电荷转移阻抗和Li^(+)迁移速率等方面的影响.研究表明,在优选的条件下制备出的改性材料LiNi_(0.9)Mn_(0.08)Zr_(0.02)O_(2)(NM-2Zr)具有优良的层状结构特征和结晶度,Zr改性后提高了材料的Li^(+)迁移速率、降低了Li^(+)/Ni^(2+)混排度.改性材料NM-2Zr的初始放电容量为219.3(mA·h)/g(25℃,2.7~4.4 V,0.1 C),高于未改性的NM材料(208.3(mA·h)/g).1.0 C下NM-2Zr的初始放电容量为183.2(mA·h)/g,循环150圈后容量保持率为87.4%,优于NM材料(178.8(mA·h)/g,84.6%).在5.0 C的高倍率下NM-2Zr的初始放电容量为144.8(mA·h)/g,循环150圈后容量保持率为95.1%,同样优于NM材料(132.5(mA·h)/g,90.0%).此外,Zr改性还能显著提高材料的结构稳定性,抑制充放电循环过程中晶间微裂纹的产生和不可逆相变的发生,同时还降低了界面处电荷转移阻抗的增长. 展开更多
关键词 锂离子电池 富镍正极材料 无钴材料 高剪切强化共沉淀法 锆改性
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Al掺杂修饰LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1-x)Al_(x)O_(2)正极材料的合成及电化学性能
3
作者 冯国威 汪洋 +3 位作者 王冰 唐立丹 刘亮 齐锦刚 《化学工程》 北大核心 2025年第4期36-42,共7页
以乙酸锂、乙酸镍、乙酸钴、乙酸锰和乙酸铝为原料,柠檬酸为络合剂,先利用溶胶凝胶法合成得到LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1-x)Al_(x)O_(2)材料,改变乙酸铝的用量得到不同Al掺杂量的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1-x)Al_(x)O_(2)材料。通过XRD... 以乙酸锂、乙酸镍、乙酸钴、乙酸锰和乙酸铝为原料,柠檬酸为络合剂,先利用溶胶凝胶法合成得到LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1-x)Al_(x)O_(2)材料,改变乙酸铝的用量得到不同Al掺杂量的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1-x)Al_(x)O_(2)材料。通过XRD、SEM、EDS对样品进行表征,结果表明:不同Al掺杂量的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1-x)Al_(x)O_(2)均具有α-NaFeO 2层状结构,引起晶格发生畸变。Al^(3+)掺杂可以拓宽锂离子扩散的通道,Al掺杂量为0.03时具有更稳定更有序的层状结构。电化学测试结果表明:NCM811-Al0.03在1C下的首次放电比容量达到146.02 mA·h/g,200次循环后的容量保持率为82.3%,电化学可逆性较好且电荷转移电阻更小。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 高镍三元锂材料 铝掺杂 电化学性能
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DD5合金钎焊前电阻焊定位界面成形及性能分析研究
4
作者 盛红飞 邓黎鹏 +3 位作者 易润华 李海涛 程东海 黄斌 《材料导报》 北大核心 2025年第9期137-141,共5页
本工作研究了某航空发动机DD5镍基单晶高温合金构件真空钎焊电阻焊定位界面成形及性能。以Φ3.0 mm×0.1 mm的GH3030箔片为微隙支点,采用直流电阻焊机进行焊接,研究等值双脉冲电阻焊工艺参数(焊接电流I_(1)=I_(2)、焊接时长t_(1)=t_... 本工作研究了某航空发动机DD5镍基单晶高温合金构件真空钎焊电阻焊定位界面成形及性能。以Φ3.0 mm×0.1 mm的GH3030箔片为微隙支点,采用直流电阻焊机进行焊接,研究等值双脉冲电阻焊工艺参数(焊接电流I_(1)=I_(2)、焊接时长t_(1)=t_(2)、焊接压力P)对微隙界面成形及力学性能的影响。结果表明,界面拉伸载荷随焊接时长及焊接压力的增加呈倒“V”形变化。在t_(1)=t_(2)=0.2 s、P=11.54 kN条件下,随焊接电流的增大,界面微隙定位点连接面逐渐增大、γ-Ni相枝晶组织的生长方向趋于一致、拉伸载荷逐渐增大,且TaC的大量析出使得在TaC的富集区出现孔洞缺陷。同时,当I_(1)=I_(2)=6.7 kA时,微隙界面拉伸载荷达到最大值8.63 kN,微隙尺寸为0.05 mm;当I_(1)=I_(2)>6.7 kA时,支点飞溅严重,力学性能大幅下降。单脉冲拉伸断口韧窝较小且有未焊合现象,等值双脉冲拉伸断口韧窝较大,断裂位置在热影响区。 展开更多
关键词 DD5镍基单晶高温合金 电阻焊 微隙 钎焊
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高镍三元正极材料高压性能研究进展
5
作者 张鸿滔 黄万友 褚瑞霞 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期35-41,共7页
高镍三元正极材料(Li(Ni_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y))O_(2),x+y≤0.4,记为NCM)在高压条件下仍然面临结构稳定性差、界面副反应严重等问题,限制了其在动力电池中的广泛应用。通过离子掺杂、表面包覆、电解液优化和复合改性等多种改性技术,可显... 高镍三元正极材料(Li(Ni_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y))O_(2),x+y≤0.4,记为NCM)在高压条件下仍然面临结构稳定性差、界面副反应严重等问题,限制了其在动力电池中的广泛应用。通过离子掺杂、表面包覆、电解液优化和复合改性等多种改性技术,可显著提高高镍三元正极材料的结构稳定性和电化学性能。据此,综述了高镍三元正极材料针对高压性能的改性和优化方法,结果发现,掺杂元素可抑制不利相变,增强锂离子扩散;表面包覆可有效隔离电解液,减少副反应;电解液优化可形成稳定界面层,提升循环性能和容量保持率。尤其是复合改性,可进一步整体显著提升高镍三元正极材料在高压条件下的综合性能。对高镍三元正极材料高压性能的研究,可为其在高能量密度动力锂电池中的应用提供了新的理论支撑和依据。 展开更多
关键词 动力锂离子电池 高镍三元正极材料 高压稳定性 改性优化
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LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)与LiNi_(0.92)Co_(0.06)Mn_(0.02)O_(2)正极材料的电化学性能对比研究
6
作者 赵阳阳 安香丽 +4 位作者 徐云军 程迪 龚乐乐 闫锐 文万超 《电源技术》 北大核心 2025年第4期706-714,共9页
国内钴资源相对匮乏,多依赖于进口,去钴化成为锂离子电池三元正极材料未来发展方向之一。以高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)二元单晶正极材料和有钴LiNi_(0.92)Co_(0.06)Mn_(0.02)O_(2)三元单晶正极材料为研究对象,分别使用CR2016扣式... 国内钴资源相对匮乏,多依赖于进口,去钴化成为锂离子电池三元正极材料未来发展方向之一。以高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)二元单晶正极材料和有钴LiNi_(0.92)Co_(0.06)Mn_(0.02)O_(2)三元单晶正极材料为研究对象,分别使用CR2016扣式半电池与604062软包全电池对两种材料的比容量、初始DCR、倍率、循环等电化学性能进行表征,研究了高镍无钴二元单晶正极材料在锂离子电池应用中的可行性。实验结果表明,高镍无钴LiNi_(0.9)Mn_(0.1)O_(2)二元单晶正极材料虽比容量略低于有钴LiNi_(0.92)Co_(0.06)Mn_(0.02)O_(2)三元单晶正极材料,但在循环稳定性方面有明显优势,在钴价上涨的将来,可作为有钴三元正极材料的替代品之一。 展开更多
关键词 无钴 层状 高镍单晶 正极材料 锂离子电池
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一次颗粒尺寸对高镍三元材料的影响
7
作者 谭仕荣 訚硕 董阳阳 《电池》 北大核心 2025年第2期297-302,共6页
为探究一次颗粒尺寸对高镍镍钴锰(NCM)三元正极材料电化学性能的作用规律,通过改变共沉淀法中的pH值、氨质量浓度、气体的种类等参数,制备具有不同一次颗粒尺寸的高镍NCM三元前驱体Ni 0.90 Co 0.08 Mn 0.02(OH)2,再与氢氧化锂混合烧结,... 为探究一次颗粒尺寸对高镍镍钴锰(NCM)三元正极材料电化学性能的作用规律,通过改变共沉淀法中的pH值、氨质量浓度、气体的种类等参数,制备具有不同一次颗粒尺寸的高镍NCM三元前驱体Ni 0.90 Co 0.08 Mn 0.02(OH)2,再与氢氧化锂混合烧结,得到具有不同一次颗粒尺寸的高镍NCM三元正极材料。以1.0 C在2.8~4.3 V循环200次,小、中、大等3种一次颗粒尺寸的高镍NCM三元正极材料,容量保持率分别为65.41%、75.98%和78.95%。在较低pH值、14 g/L氨质量浓度、空气氛围等条件下合成的前驱体,大尺寸一次颗粒之间具有自支撑作用,可提升正极材料二次颗粒的机械强度,缓解循环过程中正极材料因开裂和副反应发生导致的不可逆相变问题,具有较好的循环稳定性和安全性。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 高镍三元材料 前驱体 一次颗粒 自支撑颗粒
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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
8
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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单晶高镍三元正极材料的制备及改性研究进展 被引量：7
9
作者 肖围 易志成 +2 位作者 刘程锦 万佳祥 缪畅 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第4期1-7,共7页
介绍了单晶高镍三元正极材料的结构特点,总结了单晶高镍三元正极材料常见的制备工艺,并探讨了近年来材料性能改善的主要策略,可为高性能单晶高镍三元正极材料的规模化生产提供借鉴和参考。
关键词 单晶 高镍三元正极材料 锂离子电池 制备方法 改性策略 掺杂 表面包覆
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锂离子电池高镍三元正极材料表面改性研究进展 被引量：2
10
作者 李静 梁雅文 +3 位作者 李威 叶飞 崔鑫炜 许春阳 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期41-48,共8页
高镍三元材料存在表面结构不稳定、锂镍混排、晶间裂纹等问题,导致材料的循环性能降低以及高比容量无法充分发挥,表面包覆是解决上述问题的主要手段。目前的包覆材料主要有电化学惰性材料、离子/电子电导性材料和复合包覆材料,从这三个... 高镍三元材料存在表面结构不稳定、锂镍混排、晶间裂纹等问题,导致材料的循环性能降低以及高比容量无法充分发挥,表面包覆是解决上述问题的主要手段。目前的包覆材料主要有电化学惰性材料、离子/电子电导性材料和复合包覆材料,从这三个方面综述了高镍三元材料的表面改性研究。介绍了不同类型包覆材料的界面改善稳定机制、离子在固液界面的迁移率提升机理、界面副反应抑制机制以及对材料电化学性能的影响,并对高镍三元正极材料包覆改性的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 高镍三元 正极材料 表面改性
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锂离子电池高镍正极材料前体的制备工艺 被引量：2
11
作者 吴剑扬 王汝娜 +5 位作者 陈耀 申兰耀 于永利 蒋宁 邱景义 周恒辉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期5079-5085,共7页
高镍三元正极材料因其高的充放电比容量(270mA·h/g),被认为是进一步提升锂离子电池能量密度的一种关键材料。高镍三元正极材料的前体通常采用共沉淀法制备,其性质对最终烧结得到的三元正极材料的性能有显著影响。在共沉淀反应制备... 高镍三元正极材料因其高的充放电比容量(270mA·h/g),被认为是进一步提升锂离子电池能量密度的一种关键材料。高镍三元正极材料的前体通常采用共沉淀法制备,其性质对最终烧结得到的三元正极材料的性能有显著影响。在共沉淀反应制备前体的过程中,氨含量、pH、反应温度、固含量、搅拌速率、杂质等诸多因素共同影响着产物的物理化学性质,增加了合成特定指标三元正极材料的难度。本文探究了具有不同粒径分布,镍含量(镍在镍钴锰三元素中的摩尔分数)分别为88%、90%、92%、94%的高镍三元前体的制备工艺与基本性质。进一步地,选择镍摩尔分数为94%的前体材料,从氨含量、pH及搅拌速率三个方面探究了合成参数对前体产物的影响,发现在相对较低的氨含量、pH以及搅拌速率条件下,更容易制备得到粒径分布均匀、形貌完好的前体,并且得到的三元材料具有更高的放电容量以及首圈库仑效率。 展开更多
关键词 电化学 制备 高镍材料 正极 锂离子电池 工艺
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锂离子电池高镍正极材料的制备及性能优化 被引量：1
12
作者 吴剑扬 申兰耀 +5 位作者 于永利 王汝娜 蒋宁 杨新河 邱景义 周恒辉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1387-1394,共8页
高镍三元正极材料具有很高的理论容量,可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),但是为了追求更高的能量密度,具有更高镍摩尔分数(镍摩尔分数>8... 高镍三元正极材料具有很高的理论容量,可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),但是为了追求更高的能量密度,具有更高镍摩尔分数(镍摩尔分数>88%)的超高镍材料也需要被研究。然而,镍含量的提升对材料结构稳定性造成的负面影响阻碍了高镍材料的实际应用。因此,优化高镍材料的制备工艺十分重要。本工作首先制备了镍摩尔分数为88%、90%、92%、94%以及98%的超高镍材料,探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能,验证了镍摩尔分数提升对于材料容量和结构稳定性带来的影响。进一步地,本工作选取了镍摩尔分数为90%的高镍材料(Ni90),着重探究了烧结温度对其性质的影响,发现Ni90材料颗粒会随着烧结温度的上升而增大,而在750℃的适宜烧结温度下,材料能在结构和颗粒尺寸上达到平衡,得到倍率和循环综合性能最好的Ni90材料。同时,对于不同镍含量的材料,也需要选择适中的温度进行烧结,才能兼顾材料的性能与稳定性。 展开更多
关键词 电化学 制备 高镍材料 正极 锂离子电池
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单晶高镍三元正极材料:挑战与策略 被引量：1
13
作者 黄辰悦 郑鸿飞 +3 位作者 秦宁 王灿沛 王利光 陆俊 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第9期35-55,共21页
进一步提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性对电动汽车的普及至关重要。三元层状正极材料因其高比容量、低温性能良好、成本较低等优势,近年来在动力电池领域备受关注。高镍化和高电压化被认为是提高三元材料能量密度的有效途... 进一步提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性对电动汽车的普及至关重要。三元层状正极材料因其高比容量、低温性能良好、成本较低等优势,近年来在动力电池领域备受关注。高镍化和高电压化被认为是提高三元材料能量密度的有效途径。然而,基于传统多晶三元正极的高镍化和高压化可能会显著降低材料的循环稳定性和热安全性,设计单晶三元正极材料被认为可以有效缓解高压多晶三元正极稳定性问题的可行途径。但是,单晶三元正极仍然面临着离子传输动力学受阻、非均匀荷电状态、晶格参数各向异性变化、阳离子混排、化学机械降解等挑战。因此,本文从三元正极材料的本质结构演化角度系统地分析和总结了多晶与单晶结构失效的共性问题。此外,还归纳了单晶高镍三元材料的合成工艺调控、元素掺杂、表界面改性等策略,梳理了结构设计与电化学性能之间的构效关系,并对单晶高镍三元正极材料的未来发展方向进行了展望,能够为高比能三元正极材料的开发提供理论指导。 展开更多
关键词 锂离子电池 层状正极材料 高镍 单晶结构 失效机制 结构演化 改性策略
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TiAl金属间化合物定向技术研究进展 被引量：2
14
作者 马云路 杨劼人 +1 位作者 刘泽栋 陈瑞润 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期25-36,共12页
TiAl合金具有低密度和良好的高温性能,被视为航空航天领域极具应用潜力的一类新型结构材料。具有柱晶/单晶组织特征的全片层结构TiAl合金展现出极为优异的高温综合力学性能。本文首先介绍了定向TiAl合金的发展背景、定向组织、力学性能... TiAl合金具有低密度和良好的高温性能,被视为航空航天领域极具应用潜力的一类新型结构材料。具有柱晶/单晶组织特征的全片层结构TiAl合金展现出极为优异的高温综合力学性能。本文首先介绍了定向TiAl合金的发展背景、定向组织、力学性能各向异性等基本概念;然后,基于工作原理、关键技术、组织特征三个层面,对传统Bridgman法、光学浮区法、电磁约束以及电磁冷坩埚等定向技术进行了论述;进一步,结合最新研究成果,对定向退火制备TiAl合金的工作进行了阐述;最后,展望了TiAl合金定向技术的研究方向,指出需要从优化成分设计、组织/相变可控、大尺度定向晶稳定制备等方面发展新原理与新技术。 展开更多
关键词 TIAL合金 定向凝固 定向退火 柱晶/单晶 力学性能 高温结构材料
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Y(PO_(3))_(3)双包覆改性对Li[Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)]O_(2)电化学性能的影响
15
作者 李泓漪 吴爱民 +4 位作者 赵刘洋 刘新朋 陈凤琴 李爱魁 黄昊 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1320-1328,共9页
在镍钴铝酸锂正极材料Li[Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)]O_(2)(NCA)制备过程中表面遗留的碱性物质会严重影响其循环稳定性能,针对这一难题,提出使用Y(PO_(3))_(3)对其进行表面包覆改性,利用Y(PO_(3))_(3)与表面残留的LiOH反应消除表面残碱... 在镍钴铝酸锂正极材料Li[Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)]O_(2)(NCA)制备过程中表面遗留的碱性物质会严重影响其循环稳定性能,针对这一难题,提出使用Y(PO_(3))_(3)对其进行表面包覆改性,利用Y(PO_(3))_(3)与表面残留的LiOH反应消除表面残碱,并探讨包覆改性对NCA整体性能的影响机制。测试分析结果表明,在低温煅烧过程中前驱体表面会形成均匀致密的Y(PO_(3))_(3)和LiPO_(3)包覆层,LiPO_(3)有较高的离子电导率,双包覆层能够防止活性物质在电化学循环过程中与电解液相互接触时发生有害副反应,提高电极材料的循环稳定性。其中Y(PO_(3))_(3)包覆量(质量分数)为1%的样品在0.1C下的首次库仑效率从未改性样品的78.65%提高到88.50%,在1C下循环150圈后容量保持率从59.38%提高到85.33%,相比于未改性样品具有更高的首次库仑效率和更优异的循环性能。 展开更多
关键词 电化学 高镍正极材料 磷酸盐 表面涂层 循环稳定
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锂离子电池高镍三元层状正极材料研究进展 被引量：5
16
作者 罗亚婷 石哲 +3 位作者 陆楚 马雯瑜 李海科 曹志杰 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期7-10,15,共5页
锂离子电池高镍三元正极材料因理论比容量高、成本低、结构稳定性好等优点而被广泛关注。然而,此类材料存在形成残留锂化合物、阳离子无序、电极表面重构、电解液副反应、晶内/晶间裂纹、热稳定性差等缺点,导致电池在使用过程中出现容... 锂离子电池高镍三元正极材料因理论比容量高、成本低、结构稳定性好等优点而被广泛关注。然而,此类材料存在形成残留锂化合物、阳离子无序、电极表面重构、电解液副反应、晶内/晶间裂纹、热稳定性差等缺点,导致电池在使用过程中出现容量衰减快、循环性能差、安全性能低等问题,严重阻碍了实际应用。以高镍三元正极材料为对象,从结构分类、存在问题、改性方法等三方面进行了较为全面的综述,以期为今后的研究人员提供有益的参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 高镍三元层状氧化物 改性
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二次锂化法制备LiNi_(0.931)Co_(0.049)Al_(0.02)O_(2)单晶正极材料
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作者 李文升 马帅 +1 位作者 罗广求 郑见杰 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第1期51-55,共5页
通过二次锂化技术制备了LiNi_(0.931)Co_(0.049)Al_(0.02)O_(2)单晶NCA正极材料。通过高温预烧结完成Li_(0.96)Ni_(0.95)Co_(0.05)O_(2)材料的制备;随后在预烧结后的物料中补充足够的Al和Li,进行二次烧结制备出NCA单晶正极材料(S2-NCA)... 通过二次锂化技术制备了LiNi_(0.931)Co_(0.049)Al_(0.02)O_(2)单晶NCA正极材料。通过高温预烧结完成Li_(0.96)Ni_(0.95)Co_(0.05)O_(2)材料的制备;随后在预烧结后的物料中补充足够的Al和Li,进行二次烧结制备出NCA单晶正极材料(S2-NCA)。通过本技术制备的高镍单晶正极材料表现出了优异的倍率和循环性能。经过测试,S2-NCA放电比容量可达217.1 mAh/g,60次循环容量保持率可达94.8%,远远优于一次锂化制备的NCA单晶正极材料(S1-NCA),初始比容量为207.9 mAh/g,60次循环容量保持率为85.8%。 展开更多
关键词 二次锂化法 单晶正极材料 电性能
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锂离子电池高镍单晶正极材料研究进展
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作者 尹延鑫 邱祥云 +2 位作者 李苗苗 张涛 戴作强 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期60-66,共7页
高镍单晶正极材料LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2)(0<x+y≤0.5)是锂电池最为重要的正极材料之一,具有循环性能优异和比容量高等优点,因此是目前相关领域研究的热点之一,具有广阔的发展前景。然而,该类材料仍存在离子扩散速率慢、晶体... 高镍单晶正极材料LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2)(0<x+y≤0.5)是锂电池最为重要的正极材料之一,具有循环性能优异和比容量高等优点,因此是目前相关领域研究的热点之一,具有广阔的发展前景。然而,该类材料仍存在离子扩散速率慢、晶体微裂纹、阳离子无序化、首圈库仑效率偏低等问题,这些问题严重阻碍了材料的发展进程。为了解决这些问题,国内外学者近年来针对高镍单晶正极材料的改性与优化做了大量的研究工作,并取得了较多的研究进展。综述了近年来单晶正极材料的研究成果,概括了单晶正极材料的结构、衰减机理及其问题改善策略。同时,侧重介绍了合成方面的改进和优化方法,并对未来单晶正极材料的发展方向进行展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 高镍单晶 改性优化 材料掺杂 材料包覆
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高镍无钴正极材料研究进展
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作者 吴华城 张明铝 +1 位作者 吴佳霓 李军 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期73-76,共4页
高镍无钴正极材料具有低毒性、低成本、高比能的特点,是目前锂离子电池正极材料的研究热点之一。介绍了高镍无钴正极材料制备方法及其改性研究进展,指出通过优化制备工艺可以提高正极材料的结构稳定性;利用体相掺杂和表面包覆改性可以... 高镍无钴正极材料具有低毒性、低成本、高比能的特点,是目前锂离子电池正极材料的研究热点之一。介绍了高镍无钴正极材料制备方法及其改性研究进展,指出通过优化制备工艺可以提高正极材料的结构稳定性;利用体相掺杂和表面包覆改性可以改善材料的电化学性能。未来应注重高镍无钴正极材料失效机理和复合改性机理的研究,解决其结构不稳定和倍率性能差等问题。 展开更多
关键词 锂离子电池 高镍 无钴 正极材料
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高镍正极材料表面锂残渣的研究进展 被引量：1
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作者 王盼晴 黄彦杰 +7 位作者 何一芃 陈祁恒 尹提 陈伟豪 谭磊 宁天翔 邹康宇 李灵均 《储能科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期92-112,共21页
目前锂离子电池的电化学性能和成本在很大程度上取决于正极材料,其中,具有高比容量和高工作电压等优点的高镍层状正极材料被广泛关注。然而,其表面的锂残渣会严重影响电极的制备和电池的电化学性能,限制了其在新能源汽车等领域的大规模... 目前锂离子电池的电化学性能和成本在很大程度上取决于正极材料,其中,具有高比容量和高工作电压等优点的高镍层状正极材料被广泛关注。然而,其表面的锂残渣会严重影响电极的制备和电池的电化学性能,限制了其在新能源汽车等领域的大规模应用。因此,高镍层状正极材料表面锂残渣的研究在进一步提升材料性能和电池安全性能等方面具有重要意义。本文综述了近年来高镍层状正极材料表面锂残渣的研究进展,从锂残渣形成机理,对高镍层状正极材料的影响以及酸碱滴定、傅里叶红外光谱、飞行时间二次离子质谱、固态核磁共振及热重分析结合质谱等锂残渣含量检测方法方面展开,总结了利用去除、物理包覆及原位再利用三种方法有效消除锂残渣对高镍层状正极材料的影响,改善其性能,并对进一步消除锂残渣对正极材料及锂离子电池的影响进行了展望。同时,本文针对锂残渣的展望及研究也同样适用于钠离子电池正极材料表面的钠残渣。本文旨在突出锂残渣原位再利用在高镍层状正极材料改性研究中的应用潜力,为锂离子电池的研究发展提供新的思路。 展开更多
关键词 高镍层状正极材料 锂残渣 形成机理 检测方法 原位再利用
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