钴酸锂晶体结构与能量关系的研究进展

【好题精选】钴酸锂电池化工流程题【热点题材试题】

微专题：钴酸锂电池化工流程题（热点题材试题） 1．（2020广东高三）实验室里，从废旧钴酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2)中，回收钴、锂的操作流程如图所示： 回答下列问题： (1)拆解废旧电池获取正极材料前，先将其浸入NaCl 溶液中，使电池短路而放电，此时溶液温度升高，该过程中能量的主要转化方式为___________________________________________ (2)“碱浸”过程中产生的气体是_______________；“过滤”所得滤液用盐酸处理可得到氢氧化铝，反应的化学方程式为_________________________________________________________________________ (3)“酸浸”时主要反应的离子方程式为_________________________________________________________；若硫酸、Na2S2O3溶液用一定浓度的盐酸替代，也可以达到“酸浸”的目的，但会产生_________(填化学式)污染环境。 (4)“沉钴”时，调pH 所用的试剂是_________________；“沉钴”后溶液中c(Co2+)=_________________。(已知：Ksp[Co(OH)2]=1.09×l0-15) (5)根据如图判断，“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括_________________、_______________、洗涤、干燥等步骤。

2．（2020安徽高三）已知某钴酸锂(LiCoO2)电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。为实现绿色环保，某化学兴趣小组在实验室尝试对废旧钴酸锂电池进行回收再利用，实验流程如下： 已知：Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-；在强酸性条件下，[Fe(C2O4)3]3-分解生成Fe3+。 回答下列问题： (l)操作①中使用的主要玻璃仪器有_______________________________________________ (2)溶液①到固体②的离子方程式为_______________________________________________ (3)已知溶液③中含有CoCl2、LiCl等溶质，则LiCoO2和盐酸反应的化学方程式为 ______________________________________________________________________________ (4)向溶液③中加入草酸铵得到CoC2O4．2H2O固体的实验操作为______________、_______________、过滤、洗涤、干燥。 (5)能说明Li2CO3固体已洗涤干净的实验操作方法是____________________________________________ __________________________________________________________________________________________ (6)溶液⑤中铁元素以离子___________填离子符号)形式存在，然后加入__________(填化学式)试剂，再进行后续操作。 (7)已知固体失重率为对应温度下样品失重的质量与样品的初始质量之比。现在空气中加热一定质量的CoC2O4．2H2O固体样品时，若在300--350℃时其固体失重率为59.0%，则生成的固体为__________(填化学式)。

锂离子电池汽车生产现状

锂离子电池汽车生产现状 摘要：本文对汽车用动力锂离子电池材料进行了介绍，同时介绍了几种常见的锂离子电池及优缺点及应用。对未来新能源汽车进行了展望 关键词：锂离子；电池；新能源；汽车 锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染等特点，在各个领域的应用也越来越广泛，它的研究和生产都取得了很大的进展。锂离子电池在电动车上作为动力能源，成为了电动车发展的一个新趋势 1.新能源汽车的锂离子电池应用状况 当前, 新能源汽车的锂离子电池应用状况,体现出发展前景好,技术需完善;比能量不足,充当辅动力;使用范围广,电池种类多等特征,具体表现如下。 1．发展前景好, 技术需完善 与其他新能源相比, 锂离子电池已经过几十年的发展和长期应用,电池性能、质量等方面都具有着一定的优势。绝大多数的研究人员都希望通过对锂离子电池应用技术的完善, 推动新能源汽车的产生与发展,但是,我国在研发锂离子电池的过程中遇到了一些困难,例如,锂离子电池部分关键原材料(正负极、隔膜、电解液等)还依赖进口, 部分生产工艺和设备还需要从国外引进,这在很大一定程度上,限制了我国锂离子电池的研发与制造水平。由此可见,锂离子电池虽然具有良好的发展前景, 但是在实际的应用过程中仍需要研究人员加大研发力度, 对锂离子电池的应用技术进行有效的完善。 2．比能量不足, 充当辅动力比能量是对电池释放能量基本概念的一种表述。 一个电池比能量越高,越符合新能源汽车动力的需要。通过分析锂离子电池的应用, 我们可以发现锂离子电池在比能量方面存在一些不足之处, 导致当前纯电动汽车的续驶里程不尽如人意。所以,针对锂离子电池的这种不足,退而求其次,开发了混合动力汽车, 通过使用锂离子电池当做辅助动力,减少汽车燃油量。 3．使用范围广, 电池种类多 锂离子电池虽然存在着一定缺点, 但在目前仍有着广阔的使用范围, 大多数国家都将锂离子电池当做了重点的研究对象,并在大范围内投入使用。而通过对锂离子电池的制作材料展开分析研究, 我们可以发现:目前,在世界范围内应用的

锂电池正极材料钴酸锂的改性研究进展

第25卷第5期2009年10月 湖南有色金属 只I；扠X以 ^01^^11110115 阽21 八1537 锂电池正极材料钴酸锂的改性研究进展 雷圣辉，陈海清,刘军，汤志军 1湖南有色金属研究院，湖南长沙々丨⑴^) 摘要：概述了锂电池正极材料钴酸锂的结构及改性研究，通过对目前钴酸锂价格昂贵、有毒性、克 容量只有理论值的一半等缺点进行分析,叙述了采用掺杂进一步改善钴酸锂性能的方法。 关键词：锂离子电池；正极材料;钴酸锂；摻杂 中图分类号：了姑9丨2 9 文献标识码:人文章编号：1003- 0037- 06 自从1990年50^丫采用可以嵌锂的钴酸锂做 正极材料以来，锂离子电池满足了“非核能能源”开发的需要,同时具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、重量轻、无记忆效应、环境污染少等特点，现成为世界各国电源材料研究开发的重点11~3】。锂离子电池已广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源，并在电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、13？5电源、医疗仪器电源以及宇宙空间等领域具有重要作用14~ 51。 正极材料作为决定锂离子电池性能的重要因素之一，研究和开发更高性能的正极材料是目前提高和发展锂电池的有效途径和关键所在。目前，已商品化的锂电池正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等，而层状钴酸锂正极材料凭借其电压高、放电平稳、生产工艺简单等优点占据着市场的主要地位,也 是目前唯一大量用于生产锂离子电池的正极材料16- 8】。 1钴酸裡的结构及制备 钴酸裡具有三种物相，即层状结构的'- ^ 000^尖晶石结构的- 1,10)02和岩盐相[卜00021910层状1^002中氧原子采取畸变的立方密堆积，钴层和锂层交替分布于氧层两侧，占据八面体空隙;尖晶石结构的“0002氧原子为理想立方密堆积排列，锂层中含有25^钴原子，钴层中含有259^ 锂原子。岩盐相晶格中[丨^和随机排列，无法清晰辨出锂层和钴层。层状的0^02框架结构为锂离子的迁移提供了二位隧道。层状钴酸锂结构如图1所示(灰色圆圈为处于36位置的，黑圈为处于33位置的[广，白色圆圈为处于60位置的02一》。 目前锂离子电池中应用最多的是层状1^：002，结构比较稳定如图1 。其理论容量为274…/^/知目前实际容量为145 01乂1/8左右。在理想层状 。02结构中，V和各自位于立方紧密堆积氧层中交替的八面体位，以：0.2 816 001， 1.405 6 001,0/0比一般为4.899。但是实际上由于[疒和00^与氧原子层的作用力不一样，氧原子的分布并不是理想的密堆结构，而是有所偏离，呈现三方对称性(空间群为只、!）。电池充放电时，锂离子可以从所在的平面发生可逆脱嵌丨嵌入反应，活性材料中 1^1.061 作者简介:雷圣辉丨1981-广男，工程师，现从事新能源材料领域技术 I訪。丨仙八⑶此111 .10111-031匕V【丨糊。卜丨卜爲雛觀蹄【II赫證？丨11中

钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂材料性能分析

钴酸锂锰酸锂磷酸铁锂材料性能对比分析 1、钴酸锂（LiCoO2） 在目前商业化的锂离子电池中基本上选用层状结构的LiCoO2作为正极材料。其理论容量为274mAh/g，实际容量为140mAh/g左右，也有报道实际容量已达155mAh/g。该正极材料的主要优点为：工作电压较高（平均工作电压为3.7V）、充放电电压平稳，适合大电流充放电，比能量高、循环性能好，电导率高，生产工艺简单、容易制备等。主要缺点为：价格昂贵，抗过充电性较差，循环性能有待进一步提高。 2、锰酸锂（LiMn2O4） 用于锂离子电池正极材料的LiMn2O4具有尖晶石结构。其理论容量为148 mAh/g，实际容量为90～120 mAh/g。工作电压范围为3～4V。该正极材料的主要优点为：锰资源丰富、价格便宜，安全性高，比较容易制备。缺点是理论容量不高；材料在电解质中会缓慢溶解，即与电解质的相容性不太好；在深度充放电的过程中，材料容易发生晶格崎变，造成电池容量迅速衰减，特别是在较高温度下使用时更是如此。为了克服以上缺点，近年新发展起来了一种层状结构的三价锰氧化物LiMnO2。该正极材料的理论容量为286 mAh/g，实际容量为已达200 mAh/g左右。工作电压范围为3～4.5V。虽然与尖晶石结构的LiMn2O4相比，LiMnO2在理论容量和实际容量两个方面都有较大幅度的提高，但仍然存在充放电过程中结构不稳定性问题。在充放电过程中晶体结构在层状结构与尖晶石结构之间反复变化，从而引起电极体积的反复膨胀和收缩，导致电池循环性能变坏。而且LiMnO2也存在较高工作温度下的溶解问题。解决这些问题的办法是对LiMnO2进行掺杂和表面修饰。目前已经取得可喜进展。 3、磷酸铁锂（LiFePO4） 近年来研究的热门锂离子电池正极材料。其理论容量为170 mAh/g，在没有掺杂改性时其实际容量已高达110 mAh/g。LiFePO4具有高稳定性、更安全可靠、更环保并且价格低廉。LiFePO4的主要缺点是理论容量不高，室温电导率低。基于以上原因，LiFePO4在大型锂离子电池方面有非常好的应用前景。但要在整个锂离子电池领域显示出强大的市场竞争力，LiFePO4也面临若干性能方面的缺陷。

电化学还原技术从废旧锂离子电池中浸出钴酸锂

电化学还原技术从废旧锂离子电池中浸出钴酸锂 基于电化学还原技术，提出在低酸度溶液中电解浸出废旧锂离子电池正极片(LiCoO2)的新方法。线性伏安扫描结果表明：LiCoO2 的还原峰电位为0.30 V(vs SC E)，验证了此方法的可行性。通过条件实验对影响钴和铝浸出率的各因素进行考察得到电解浸出的最佳条件电流密度15.6 mA/cm 2 、硫酸浓度40 g/L、柠檬酸浓度36 g/L、温度45 ℃、时间120 min。在此优化条件下，钴和铝的浸出率分别为90.8%和7.9%。电解浸出后，可直接回收铝箔，用扫描电子显微镜(SEM)对铝箔表面进行观察，结果表明：铝箔在浸出过程中的腐蚀深度远小于其表面原有点蚀坑的深度前，环境和资源问题日益突出，而大量废弃的锂离子电池对环境和资源所产生的力均不可估量。如何高效低能耗地回收废旧电池中的有价金属成为面临的重要课题。 目前已经有较多文献对废旧锂离子电池的回收进行报道，但未充分考虑工艺技术与生产成本之间的矛盾平衡，导致工业化进程长期停滞不前。对废旧锂离子电池进行回收，其关键在于正极片的处理工艺。铝箔与正极粉用粘接剂牢牢粘结在一起，常规剥离十分困难，其典型分离工艺为直接酸浸和碱煮?酸浸工艺，但其浸出液中成分复杂、净化过程压力较大，且回收的氢氧化铝价值偏低。后来用有机溶剂溶解分离活性物质和集流体的方法可以回收完整的铝箔，但有机溶剂成本高、毒性大，且存在有机溶剂的循环利用问题。所以，低成本处理正极片LiCoO2 兼顾回收铝箔成为技术难题之一。另一方面，在湿法回收工艺中，浸出过程是整个工艺流程

的核心，大多以酸浸为主，而H2SO4?H2O2 法在浸出体系中长期占据重要位置。高浓度强酸作为浸出剂，且加入H2O2 等还原剂，从价格而言不具有优势。为此，本文作者利用电化学还原法，直接以钴酸锂极片为电解池阴极，在低酸度溶液体系中，一步完成LiCoO2 的选择性浸出以及正极粉与铝箔的分离。由外加电源提供电子，不仅可取代双氧水，而且可对铝箔施以阴极保护，使其剥离后以单质的形式回收。该工艺流程简单可控性强，且能有效避免引起二次污染，是一种绿色环保工艺。 1 实验 1.1 实验材料及试剂 实验所用废旧锂离子电池来自湖南某回收公司。先对其进行放电处理，之后手工拆解金属外壳，再将电池芯剥离，即可得到电池正极。电池正极片的主要化学成分见表1。实验所用化学试剂包括浓硫酸、浓盐酸、无水硫酸钠和柠檬酸，均为分析纯。 表1 废旧锂离子电池正极片的化学成分 1.2 实验方法 实验中使用300 mL 烧杯作为电解池，截取 2.5cm×10 cm 的正极片经压平后作为电解池阴极，以0.5 cm×0.5 cm 的铂片为对电极，进行恒电流电解，电解液中硫酸钠作为支持电解质，它与硫酸的浓度之和固 定为0.5 mol/L。电解浸出后，经蒸馏水冲洗即可回收完整的铝箔，残渣则用体积比为1:1 的HCl 溶解。其中，钴浸出率η(Co )和铝浸出率(Al)

Al包覆对提高钴酸锂使用电压的研究

Al包覆对提高钴酸锂使用电压的研究 周大桥、孟凡玉、吕超、陈菁菁 天津巴莫科技股份有限公司，天津 300384 摘要：研究了Al包覆对锂离子电池正极材料钴酸锂(LiCoO2)物理化学参数及在高电压(3.0V～4.5V)下电性能的影响。通过物相分析、观察形貌、粒度分布测试、振实密度测试、电化学阻抗测试、电性能测试等方法对Al包覆量及包覆前后的性能进行了研究，结果表明包覆后钴酸锂物理化学参数变化不大，物相为纯相，比容量大于180mAh/g,掺杂后循环性能显著改善，100次循环后容量仍保持在78％以上。测试表明，Al包覆是提高LiCoO2高电压下循环性能的有效途经。 关键词：锂离子电池、钴酸锂、Al包覆、电化学性能 锂离子电池正极材料钴酸锂（LiCoO2）是目前锂离子蓄电池商业化最主要的正极材料。在锂离子电 池的研究中，提高锂离子电池的容量是一个重要的研究方面。相对于目前碳负极350mAh/g以上的比容量，LiCoO2的比容量是较低的。如何提高LiCoO2材料的比容量就成了重要的研究内容。提高锂离子电池 的放电电压可以有效的提高LiCoO2的比容量，但在高电压下深度放电循环时，LiCoO2的容量衰减很大。 当LiCoO2材料中锂离子的脱出量大于0.5个单元时，它在有机溶剂中就不稳定，会发生失去氧的反应， 并在附近发生相变。发生相变后的结构不稳定，容易发生衰减，并伴随钴的损失 [1、2、3] 。 研究发现，对材料进行表面修饰可以较好的抑制高电压下LiCoO2材料与电解液之间的不良反应，提 高循环性能 [4、5、6] 。 本文作者希望通过在LiCoO2材料表面进行Al包覆来改善材料的性能，并对材料包覆前后进行了对 比测试。 1．实验 1．1样品制备 将四氧化三钴（纯度≥99％，试剂级）和碳酸锂（纯度≥99％，美国FMC公司）按Li/Co=1.05的 比例进行混合，混合后的原料用马弗炉在空气气氛下焙烧，900℃保温10小时。随炉冷却后的原料粉碎 后得到纯钴酸锂样品。在室温中将异丙醇铝溶解在异丙醇中，然后将异丙醇铝溶液倒入开口的搅拌釜内， 并按比例加入上一步过程中制备的LiCoO2制备成料浆（异丙醇的质量为钴酸锂质量的5倍）。上述料浆 在40℃的条件下进行恒温搅拌，搅拌时间为18小时，使异丙醇铝和空气中的水分充分接触并水解。然 后升温至90℃恒温搅拌，直至物料变为粘稠浆料。将浆料在120℃下烘干，烘干的物料过200目筛后在600℃下进行二次焙烧，时间为6小时。二次焙烧后的物料过200目筛得到所需Al包覆样品。

我国钴酸锂的生产现状

2002 年新疆有色金属29 我国钴酸锂的生产现状 李佩芳李春红 (新疆锂盐厂乌鲁木齐 摘要简述了我国钴酸锂的市场与需求以及生产原理、生产现状、生产企业。关键词钴酸锂生产企业1 前言 由于锂离子电池可提供强功率、高能量密度、大 容量，同时还具备体积小、质量轻、寿命长以及无记忆 效应等特点，在便携式设备的范围内，包括移动电话 和数码相机等电池市场上占有很大份额。随着锂离 子电池的迅猛发展，市场对电极材料钴酸锂的需求量 不断增加。00：002是目前唯一大量用于生产锂离子 电池的正极材料。目前国内从事锂离子电池生产的 企业有十余家，估计目前国内对钴酸锂的需求量达 1 000 1/&,按40万元/1计，年需求达4亿元。2 技术原理及产品性能 2.1技术原理 00002正极材料的制备方法，通常是将碳酸锂 和钴的氧化物（如碳酸钴或碱式碳 酸钻2000031(10( 011)2 。犯刃、氧化亚钴0：00、氧化 钴00203或00304等)按[丨/〔。^：原子比卜丨的比例 混合，在空气中900 00热5 11左右，固相热合制备而 成。 其主要反应式为： 200003 305(011 二51^：002十和0十2⑶ 2+602。⑴(之） 上述制备1^：002的热合成反应主要在600 ~ 900显度范围内进行。2.2化学性能 表1 我国与国外产品的化学质量比较(以重量^计） 2.3物理性能 表 2 1^：002正极材料的物理性能 ？11~ 5？11~ 10 标准 典型值 标准 典型值 中位径050^^01 4~ 振实密度丨65001-3 2^ 比表面积^ 1112。8-1 0.5^7 5.7 8~ 1 2.4 2 0.8 0.62 0.2^11 9.6 3 2.6 -016 0.35 2.4化学性能 表 3电化学性能 项 目 标准 典型值首次放电比容量(阳灿。8—1 第三次放电比容量(田汕。8 循环寿命(次） ^ ^ 140 广1) 〉130 〉500 146145^500 3 国内生产钴酸锂的企业介绍 3.1湖南瑞翔新材料有限公司 湖南瑞翔新材料有限公司是设立在国家新能源、 新材料开发基地^长沙经济技术开发区的高科技 新材料企业，专门从事锂离子电池正极材料的开发和 生产，主导产品钴酸锂〈00002〉性能指标达到国际 先进水平，2001年生产能力己达到年产300 I 规模， 2002年将达到年产1 000 I 规模。 该公司拥有中国工程院院士 1名，博士 7名，硕士 10名，本科以上工程技术人员占公司职工总数的60”。 其中刘业翔院士、胡国荣博士后、李教授、彭忠东博士 等均在国内外电化学、材料科学领域享有盛名。 71994-2015 0^103 八03(1601 化 101111131 0601|~01110 卩此旧卜(口吕 ^01130^ 八I I 「1吕卜 15『6501飞601 卜郎:/?

化学共沉淀法制备镍钴铝酸锂(NCA) 正极材料及其性能研究

Advances in Material Chemistry 材料化学前沿, 2017, 5(2), 46-51 Published Online April 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/ed2699552.html,/journal/amc https://https://www.360docs.net/doc/ed2699552.html,/10.12677/amc.2017.52006 Preparation and Properties of NCA Cathode Materials by Chemical Co-Precipitation Method Jian Li1,2,3, Zhongzhong Liu1, Hongming Zhou1,2,3, Baorong Chen1 1Institute of Materials Science and Engineering of Central South University, Changsha Hunan 2Key Laboratory of the Ministry of Education of Non-Ferrous Metal Science and Engineering at Central South University, Changsha Hunan 3Zhengyuan Institute of Energy Storage Materials and Devices of Hunan Province, Changsha Hunan Received: Apr. 2nd, 2017; accepted: Apr. 14th, 2017; published: Apr. 24th, 2017 Abstract In this article, Li2CO3, Ni(NO3)2, CO(NO3)2, Al(NO3)2 were used as the raw materials to synthesize the mixture of nickel cobalt aluminum carbonate and lithium carbonate via co-precipitation me-thod, then the mixture were presintered 4 hours at 550?C and sintered 15 hours at 750?C in the tube furnace to obtain cathode material NCA. XRD, SEM of this material were investigated as well as its electrochemical properties. The first discharge capacity of the material was about 180 mAh/g at 1C, and still kept at 165 mAh/g after 50 circulations, which showed good cycle perfor-mance and rate performance. Keywords NCA Cathode Material, Co-Precipitation Method, Lithium Battery 化学共沉淀法制备镍钴铝酸锂(NCA) 正极材料及其性能研究 李荐1.2.3，刘忠忠1，周宏明1.2.3，陈宝荣1 1中南大学材料科学与工程学院, 湖南长沙 2中南大学有色金属科学与工程教育部重点实验室, 湖南长沙 3湖南省正源储能材料与器件研究所, 湖南长沙 Email: ziliao2000@https://www.360docs.net/doc/ed2699552.html, 收稿日期：2017年4月2日；录用日期：2017年4月14日；发布日期：2017年4月24日 文章引用:李荐, 刘忠忠, 周宏明, 陈宝荣. 化学共沉淀法制备镍钴铝酸锂(NCA)正极材料及其性能研究[J]. 材料化学

大颗粒钴酸锂分层现象研究

2011年12月 钴酸锂虽然价格高，且存在安全隐患，但由于其优良的电化学性能和加工性能，仍然是现在商品化锂离子电池的主流正极材料[1]。为了提高电极材料的能量密度，同时从安全性能考虑，需要使用中值粒度大的钴酸锂[2]。目前市场上的样品如比利时优美科的 KD20[3]，北京当升科技股份有限公司的18B [4]，北大先 行科技产业有限公司的981[5]，湖南瑞祥新材料股份 有限公司的A380[6]等，其中值粒度均在18μm 左右。我们在对这类大颗粒的钴酸锂研发中试中发现，在烧结过程中物料出现上下分层的现象，表现在物料中间层颗粒大，上下层颗粒小，不同于以往文献[7-8]中提到的上层颗粒小、下层颗粒大的结论。 1实验部分1.1 实验原材料 Co 3O 4（浙江华友钴业股份有限公司生产）；Li 2CO 3 （电池级，四川天齐锂业股份有限公司生产）。 大颗粒钴酸锂分层现象研究 李 静，周彦方，钱志挺 （宁波金和新材料股份有限公司，浙江宁波315400） 摘要：在大颗粒钴酸锂研发中试过程中发现，物料高温过程存在分层现象，表现在上、中、下层物料在微观形貌、粒度以及晶体结构方面不一致。SEM 、XRD 图谱和碳酸锂含量测试等研究显示：上层颗粒球形度高，但是出现Li 、Co 混排现象；中层是正常的颗粒；下层颗粒很小，残余碳酸锂含量几乎为零，并且出现少量的Co 3O 4。认为造成这种现象的原因是高温烧结导致液态的碳酸锂容易聚集在物料上部；通过上下层分层装料的方法，可缓解这种高温过程中的分层现象。关键词：钴酸锂；大颗粒；分层；形貌；结构中图分类号：TM912.9 文献标志码：A 文章编号：1008-7923（2011）06-0345-04 Study on the divergence of LiCoO 2of big particle size LI Jing,ZHOU Yan-fang,QIAN Zhi-ting （Ningbo jinhe New materials Co.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang 315400,China ） Abstract:The divergence of morphology and structure of LiCoO 2in different layer was found at high temperature.SEM,XRD and some other tests results showed that,in the upper layer the particles had a high degree of sphericity,but a Li and Co mixed arrangement,in middle layer the particles were normal and in lower layer the particles were very small with little Li 2CO 3remained and a little Co 3O 4was present.The reason for the divergence was that the liquid Li 2CO 3tended to stay in upper layer.A method that filling different layer with powder of different molar ratio of Li and Co was found to decrease the divergence as the powder was sintered at high temperature. Key words:LiCoO 2;large particle size;divergence;morphology;structure 收稿日期：2011-06-25 作者简介：李静（1985-），男，湖北省人，硕士；主要研究方向为锂离子电池材料。 Biography :LI Jing （1985-），male ，master. Chinese Battery Industry 第16卷第6期

钴酸锂检测标准_2007-09-29

钴酸锂检测标准 版次：A/0 一、目的 规范钴酸锂检测标准 二、范围 本标准适用于锂离子电池用正极活性物质钴酸锂的检查 三、检测项目 外观、包装、粒径、筛性、有效比表面积、振实密度、杂质含量、晶体结构、极片放置、掉膏量、比容量和首次充放电效率、循环寿命、水分含量、安全性能 四、质量要求 4.1外观：蓝黑色粉末，均匀无杂物及可视颗粒 4.2包装：密封包装，无破损，无泄露 4.3粒径：D10≥3um，D50=5-15um，D90≤100um 4.4过筛性：过200目筛，应全部通过，无杂物及颗粒 4.5有效比表面积：00.2-0.6 m2/g 4.6振实密度：≥2.2g/cm3 4.7杂质含量 4.8晶体结构:使用XRD法时只有LiCoO2衍射峰. 4.9极片放置:20-35℃,90%RH下,放置5天,极片应不掉皮. 4.10掉膏量:按照3.8g/cm2密度压后的正极片180度对折后平均掉膏量≤3mg.

4.11比容量:不小于150mAh/g,首次充放电效率:不小于95%. 4.12循环寿命: （1）对于首次送样材料做300次循环,300次循环后的容量平均衰减不大于15%,平台衰减不大于20%;最后依次平台不小于40分钟,内阻增长不大于45mΩ，厚度增长不大于0.4mm,初始内阻及厚度按照《成品检验标准》。衰减=（最高-最后）/最高，异常点除外。（2）对于生产大批量使用的材料，如厂家、型号没有变化，则做50次循环，50次循环后容量平均衰减不大于3.5%;平台衰减不大于5%,最后一次平台不小于46分钟,内阻增长不大于10 mΩ,厚度增长不大于0.2mm,初始内阻及厚度按照《成品检验标准》。衰减=（最高-最小）/最高，异常点除外。 4.13水分含量: ≤0.08% 4.14安全性能:按照企业标准 五、检查方法： 5.1外观：目测 5.2包装：目测 5.3杂质含量：检查Ni、Mn、Fe、Ca的含量，按照《分析试验中心HY-26-2002》进行。 5.4极片放置：将极片用塑料袋包好，在温度20-35℃，湿度90%RH条件下放置5天，观察 有无掉皮现象。 5.5掉膏量：取10片按照3.8g/cm2密度压后的宽度41.5mm,正极片180度对折后,将碎膏小心 防到纸上,称重(精确到0.0001g),计算增重,求出平均掉膏量,(如果有掉长丝数量 达到3片,此3片掉膏量不计入总数,以7只计;且再重取10片测掉膏量,掉长丝量 超过3片判定为不合格. 5.6比容量和首次充放电效率: 按照<主要原材料电性能先期检测程序>进行检测. 5.7循环寿命: 按照按照<主要原材料电性能先期检测程序>进行检测.

关于充电4.35V高电压电池和三元与钴酸锂高电压正极材料的技术现状

关于充电截止电压为4.35V的高电压电芯、 三元与钴酸锂正极材料技术发展现状 前言 目前通讯电池充电截止电压为4.2V，为了在相对狭小的空间内（通讯电池追求又薄、又宽、又长）充分发挥出高容量，通讯电池在尝试使用高比容量的正负极材料、高能电解液、做薄隔膜（极限8um）、做薄铜箔（8um）和做薄铝箔（10um）等措施达到极限后，大家开始追求比较高的充电截止电压，由 4.2V到 4.3V （IPhone5）到4.35V（苹果、三星和华为等的一些型号），目前在追求4.4V、4.5V。 4.35V市场已经开始成熟，现在正在流行中。 而对于动力电池来说，目前考虑的主要问题是安全、一致性、成本和长寿命。对提高其容量来说，还不是其解决的最主要问题。在保证安全的情况下，其电池的内部空间还有可以利用的余地，加上安全的磷酸铁锂材料的充电电压只有3.65V，所以，高电压对目前的动力电池技术意义不是太大。在此不多阐述。 技术阐述 苹果和三星新一代的高端电子产品的电池已经更新换代成为充电截止电压为4.3V或者4.35V的高电压电芯。随着充电电压的提升，电池的能量密度有了明显的提升，对于满足高端便携设备更高的体积比能量以及续航要求的意义非常重大。 国内前沿的手机厂家，比如中兴和华为等，也在遵循这一条道路向着高电压的方向迈进。根据目前市场的情况来看，如果不出意外，明年高端智能机对于在一领域将会有非常大的市场空间。 而作为高电压电池进步的核心，主要是正极和电解液，其中正极是核心，电解液也起到非常重要的匹配作用。高电压市场的到来，也为本来进入寒冬的钴酸锂注入了不小的活力：改性LCO（钴酸锂）已经达到了4.35V，同时也为三元材料提供了很大的市场空间。 1. 钴酸锂在国内的现状 以国内的厂家为例，现在一流的品牌厂家在选用电池时对于电池的性能要求非常严格，所以为了这些严苛的要求，钴酸锂的优势是不言而喻的。第一钴酸锂

三元材料(锂钴锰镍复合氧化物)中微量元素测定

锂离子电池正极材料中微量元素测定 一、简介 锂离子电池的正极材料目前主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂及锂钴锰镍复合氧化物，本方法适用以上材料中微量元素测定，以三元材料（锂钴锰镍复合氧化物）举例。 二、实验仪器与主要试剂 （1）电感耦合等离子体发射光谱仪ICAP-7200型（Thermo） （2）恒温电加热板 （3）盐酸（GR）:35% v/v （4）元素标准溶液：100 ug /mL 二、标准溶液的配制 1.主元素：取Li、Ni、Mn标准溶液，加入5mL 35%盐酸后定容，得到主元素混标。 2.杂质元素：取相应标准溶液，加入5mL 35%盐酸后定容，得到杂质元素混标（5μg/mL），再取杂质元素混标，加入2mL 35%盐酸，稀释至相应浓度。 三、分析步骤 1.仪器工作条件

表（2）各元素测试波长 2. 试样溶液配制 2.1 称取0.2500g （精确至0.0001g）试样于50mL 容量瓶子中（耐高温），加1ml水润湿试样，加入5mL35%盐酸，并半旋紧样品瓶盖用于回流，置于90℃电热板上加热至样品完全溶解后，取下冷却后，定容至50mL用来测试杂质元素。 2.2 取1.00mL上述溶液于100mL 容量瓶中，加10mL 35%盐酸，用水稀释至刻度，摇匀，用来测试主元素。 3. 上机测试 3.1 分析参数设置：样品重复测试2 次 样品冲洗时间10S 3.2 等离子源设置：功率1150W 辅助气流量0.5 L/min 雾化器气体流量0.7 L/min 3.3 标准溶液浓度设置 3.4 按照表（2）的工作条件新建测试方法，先用标准溶液绘制工作曲线，然后测试试样溶液谱线强

动力电池安全正极材料--钴酸锂大颗粒单晶的研究

动力电池安全正极材料钴酸锂大颗粒单晶的研究 一、前言 钴酸锂的发展趋势是不断提升钴酸锂的充放电容量、放电平台、循环性和安全性能。特别是钴酸锂的安全性一直未能圆满解决，从而限制了它在大功率电池和动力电池上的推广应用。而解决这一安全问题的有效方法之一就是尽可能地降低钴酸锂单晶颗粒的比表面积。 钴酸锂单晶的粒径大小直接决定其振实密度和比表面积的大小。 在保持现有钴酸锂的容量和充放电平台的基础上，设法提高钴酸锂正极材料的单晶粒度，提高其振实密度和降低其比表面积，提高锂离子电池的体积容量，同时大幅度地提升锂电池的安全性，使锂离子电池的品质得到大幅度提升。 钴酸锂大颗粒单晶的应用非常广泛，不仅高端电池需要，大容量电池也需要，特别是动力电池，急待钴酸锂大颗粒单晶产业化。另一方面，钴酸锂大颗粒单晶的成本也需要大幅度下降，成本问题一直影响着锂电池的市场应用和经济效益。例如，电动摩托的电池至今还是铅酸电池，其主要原因就是这两方面。 二、国内外研究现状与发展趋势 2.1钴酸锂大颗粒单晶的国内外研究现状与发展趋势 钴酸锂是锂离子电池的正极材料，其大规模生产始于上世纪九十年代的日本。2002年前，钴酸锂的生产技术被日本化学公司、比利时五矿公司等少数几家跨国大公司垄断。近年来，日本西米公司在钴酸锂单晶材料的合成工艺上取得突破，引入二次结晶工艺，生成了钴酸锂大颗粒单晶（粒径20微米），使钴酸锂的品质，特别是其电化学性能——放电平台等指标明显提高，其产品在中国市场具有相当的地位。比利时虽然是早期的钴酸锂生产商，但是，由于其材料生产工艺技术一直停滞不前，对新技术研究严重不足，其产品质量相当落后，甚至不如一般的国产钴酸锂质量，现已全面退出中国市场。 目前，日本化学是全球最大的钴酸锂供应商，由于日本化学生产的钴酸锂具有振实密度高、粒度大（10～20 m）等特点，一直是国内几个大型锂电池企业的主要供应商，例如，天津力神电池有限公司就在大量使用这种原料，而且对其至今具有依赖性。长期以来，西米公司的钴酸锂大颗粒单晶为大家所模仿，至今在国内外仍是研究热门。 令人高兴的是，国内的钴酸锂大颗粒单晶终于取得了一些突破，有望近期量产。而与此同时，日本的研究方向主要投向大颗粒单晶的另2个问题：一是直接用氯化钴和锂盐烧制大颗粒单晶的原料，再由这种原料进行二次结晶，利用相似相容原理和钴盐晶种引发技术，直接合成高性能的大单晶，其生产流程短、成本低，并且直接回收了烧制时产生的盐酸，解决

钴酸锂-锂含量的测定-火焰原子吸收光谱法

FCL YSCo0074钴酸锂锂含量的测定火焰原子吸收光谱法F_CL_YS_Co_0074 钴酸锂－锂含量的测定－火焰原子吸收光谱法 1范围 本方法适用于钴酸锂中锂含的测定。 本方法适用于钴酸锂中质量分数为1.00～10.0%的锂含量的测定。2原理 试料以HNO 3溶解，于原子吸收光谱仪波长608.7nm 处，以空气-乙炔贫燃性火焰进行Li 的吸光度的测定，计算出锂的含量。3试剂 3.1硝酸，1+13.2过氧化氢，30% 3.3锂标准溶液，1mg/mL 称取5.3228g 高纯碳酸锂（质量分数大于99.999％），置于400mL 烧杯中，滴加硝酸（1+1）直至碳酸锂完全溶解，过量20mL ，将烧杯置于电炉上煮沸以驱赶CO 2，以水洗涤表皿和烧杯壁，冷却后移入1000mL 容量瓶中，以水定容。4 仪器设备 原子吸收光谱仪，附锂空心阴极灯 在仪器最佳工作条件下，凡能达到下列指标者均可使用： 灵敏度：在与测量试料溶液的基体相一致的溶液中，锂的特征浓度应不大于0.5μg/mL 。精密度：用最高浓度的标准溶液测量10次吸光度，其标准偏差应不超过平均吸光度的1.0％；用最低浓度的标准溶液（不时零 浓度标准溶液）测量10次吸光度，其标准偏差 应不超过最高浓度标准溶液平均吸光度的0.5％。工作曲线线性：将工作曲线按浓度等分成五段，最高段的吸光度差值与最低段的吸光度 差值之比应不小于0.7。5 操作步骤 5.1试料 称取约0.10g 试样，精确至0.0001g 。5.2试样溶液制备 将试料置于100mL 烧杯中，加入10mL 硝酸（1+1）及2mL 过氧化氢微热至试样完全溶解，煮沸至过氧化氢分解完全。冷却，250mL 定容。5.3测量 于原子吸收光谱仪波长608.7nm 处，使用空气－乙炔火焰，在表1给出的供参考的仪器工作条件下，以工作曲线的零浓度溶液调零，测量试液的吸光度。根据工作曲线，由计算机直接给出试液中Li 的浓度。 中 国分 析 网

锂电材料的现状与发展

锂电材料的现状与发展 美林集团2007年12月发布报告，预计2008年全球经济增速将放缓，明年全球经济增长4.7%，美国以外的国家和地区经济仍存在弹性。 中国制造业的成本优势在未来10年内将继续拥有相对于日、韩的成本优势。因此，中国经济仍然会有约10~20年的较高速度的增长。 在这样一个高速发展的环境中，中国的资本市场在实现全流通以后，进入了快速的发展阶段。在中国这样一个经济环境及发展阶段中，电池材料生产企业要抓住发展机遇，迅速做大做强。 动力源电池产业是一个很有市场，潜力巨大的新兴产业。估计，动力电池在最近2到3年之内，就会进入快速产业的阶段。 一、锂电材料的市场分析 1、快速增长的锂电池市场 锂电池市场经过近17年的发展，已经形成了一个较大的产业。据IIT2007年提供的预测数据，从2006~2016年，锂电池市场将保持12%的年均增长率。在国外，锂电池企业均为较大型的公司，其发发展已经相对成熟，但是，国际上的这些大企业，仍然在努力扩大其规模，并在技术方面仍然有很多的投入。 据称，三洋将会在最近1~2年内，进一步加大对锂电池业的投资，使其规模在增加50%。索尼公司也正在新加坡建新厂。三星公司计划2008年在韩国继续扩大其生产规模，力图在超越索尼之后，在追赶三洋。 中国国内的锂电池生产企业发展迅速，中国市场的一些重要的电池客户，例如比亚迪、ATL和力神等，不论是需求量和还是质量都可以跻身国际市场。国内第二大锂电池公司比克也正在努力提升其质量水平，以进入国际市场。 目前比亚迪主要业务是手机电池业务，尚不能进入圆柱型锂电市场，动力型锂电池也只是处于开发阶段。但是，比亚迪的锂电已经几乎打入了所有国际著名手机公司，如诺基亚、摩托罗拉、三星电子等。比亚迪计划在2008年度成为全球最大的手机锂电供应商。 力神公司成套引进日本设备，目前主要的国际客户是摩托罗拉。虽然该公司投入巨大，但因体制原因，发展速度一直不快。 ATL主要从事聚合物电池的生产，在TDK收购该公司之后，其业务发展更加迅速，而且进入了日本高端市场。 比克公司依靠资本运作，在3~4年的时间里，迅速做大了规模，在美国上市以后，该公司现正在努力追求产品升级，目前已经基本放弃了低端钢壳电池的生产，主要以铝壳电池为主，客户为国内品牌手机厂。另外该公司成套引进了圆柱型电池的自动化生产线，主要目标客户是台湾笔记本电池生产商（电池组装），其产品暂时还没进入国际品牌笔记本电脑厂。 中国以上四家较大公司的规模基本上已经与国际上较大锂电企业相差不多，只是目前还不能进入笔记本电脑电池等高端领域。 锂电池是性能优异的电池，但有一个弱点，就是存在安全隐患，最近1到2年，一些国际锂电巨头包括三洋、索尼、松下和LG都碰到了安全投诉，并对其形成重大打击。国内大型锂电公司至今不敢进入笔记本用锂电及动力锂电领域，就是因为这些电池对安全性的要求更高。 2、正极材料钴酸锂的市场分析 由于锂电池对更高容量、更高安全性的追求，相应的，对材料的技术与质量水平，也不断提出更高的要求。为了满足其要求，一方面是进一步改善钴酸锂的性能，提高其压实密度以提高电池容量；另一方面则是开发新型的正极材料，比如开发高容量的以镍为主的正极材料、开发安全性更高的镍钴锰酸锂等。但对于小型锂电池市场，钴酸锂仍是主要的锂电池正极材料。 今年以来，因钴价格偏高，使得钴酸锂被三元材料和锰酸锂替代的比例有所提高，不过，还只能是部分替代。锰酸锂安全性好，但是，高温稳定性差，克容量低，主要与钴酸锂混合使用在钢壳锂电池上或者用于部分动力电池。三元材料产品在安全性和循环性能方面优于钴酸锂，但是，其压实密度较低，目前也主要是在小型锂电池上与钴酸锂混用，就目前的情况来看，在多数情况下，使用部分三元材料是因为钴酸锂的价格过高，暂时不会掺混三元材料。但是，在一些容量较高的电池上，使用一部分三元材料，可以改善安全性。

锂离子电池的现状及发展趋势

锂离子电池的现状与发展趋势 新能源技术被公认为21 世纪的高新技术,电池行业作为新能源领域的重要组成部分，已成为全球经济发展的一个新热点。目前锂离子电池已经作为一种重要的能量源被人们大范围的使用，无论是在电子通讯领域，还是在交通运输领域等，它都担当着极为重要的角色，有着广泛的应用前景。 锂离子电池是一种二次电池，是在锂电池的基础上发展起来的一种新型电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。自20世纪70年代以来，以金属锂为负极的各种高比能量锂原电池分别问世，并得以广泛应用。 锂离子电池工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻、体积小，是现代高性能电池的代表，是移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的理想电源，并有望成为未来电动汽车、无绳电动工具等的主要动力来源之一。 我国锂离子电池产业发展历史不长，但发展很快，2012年我国锂离子电池的总产量达41.8亿只。在国际锂离子电池市场上，中国、日本和韩国形成了三足鼎立的态势，但总体而言，我国锂离子电池产业在技术先进程度和市场竞争力方面和日本、韩国还有较大差距。我国锂离子电池产业的技术发展是从模仿国外成熟技术开始的，在此过程中，工艺创新是我国锂离子电池产业早期发展的主要成绩，最近几年，随着技术创新投入不断加大，我国锂离子电池产业在技术创新方面发展很快，并形成了基本的产业核心竞争力，在某些领域积累了一定的技术优势。 锂离子电池材料的研究现状及发展趋势 锂离子电池的主要构造有正极、负极、能传导锂离子的电解质以及把正负极隔开的隔离膜。锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料和电介质材料的结构与性能，尤其是电极材料的选择和质量直接决定着锂离子电池的特性和价格。 目前锂离子电池正极材料的研究主要集中于钴酸锂、镍酸锂等，同时，一些新型正极材料（如Li-Mn-O系材料、导电高聚物）的兴起也为锂离子电池正极材料的发展注入了新的活力，寻找开发具有高电压、高比容量和良好循环性能的锂离子二次电池正极材料新体系是该领域的重要研究内容。目前，锂离子电池的正极材料仍为LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等过渡金属氧化物及其复合材料，2005-2010年，高能量密度的聚合物正极材料和有机硫化物、无机硫化物成为锂离子电池的新一代正极材料。锂离子电池的负极材料主要有碳材料、锂金属合金、金属氧化物、金属氮化物、纳米硅等，其中碳材料是目前商业应用的主要负极材料，而锂金属合金、纳米硅已成为研发热点。锂离子电池的电解质材料目前主要是用液态电解其溶剂为无水有机物，多数采用混合溶剂，如EC-DMC和PC-DMC 等，LiPF6是应用最为普遍的导电盐。 就锂离子电池正极材料来说，钴酸锂正极材料在今后仍然具有强劲的生命力，在目前商品化应用的锂离子电池体系中，钴酸锂电池凭借其高充电截止电压和高压实密度双重优势，仍是目前高档3C产品类电池首选电池体系；而层状LiNixCo1–x–yMnyO2正极材料不仅具有较高的能量密度，而且材料的安全性、循环稳定性、高低温性能、制备成本等性能均比较优异，在全球正极材料使用量比重逐年增加，不仅逐步替代了钴酸锂材料的部分应用，而且在新能源汽车动力