用于锂离子电池的先进电极材料 -LIU JUN(美国西北太平洋国家实验室)
锂离子电池高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)研究进展
(1. School of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)
钴酸锂 一般
一般
尚可
较高 热稳定性好
NCM811 最高
一般
一般
最高 易热分解
而富镍层状的镍钴锰酸锂(LiNixCoyMn1-x-yO2(简 称NCM，0 <x，y <1)三元材料虽然也存在缺陷，比如 稳定性较差、安全性能不高等，但因其其他方面性能 相对均衡，兼具有能量密度高、功率密度高、环境友 好等特点被建议作为具有前途的正极材料应用到下 一代锂离子电池中[20-24]。在三元材料中，只有镍和钴 具有电化学活性，锰的存在只是为了稳定晶体结构，
Key words: lithium-ion battery; high nickel ternary cathode material; LiNi0.8Co0.1Mn0 O .1 2 (NCM811); modification technology; conductive additive
由于全球气候变暖备受人们广泛关注，开发可 持续能源是急需的[1-5]，在未来可持续再生能源将会
1.2 NCM811的合成方法 三元NCM811正极材料合成的关键技术在于其
可充锌锰电池的研究进展
可充锌锰电池的研究进展张思兰;邸江涛;李清文【摘要】Since the advent of the Zn/MnO2 battery, it has been widely used because of its simple structure, safety, nontoxic, low cost and environmental friendly. In the traditional alkaline batteries, the stability is poor, and it is difficult to realize the continuous charging of long circulation to limit more applications of the batteries. While in mild electrolyte, the battery shows thousands of cycle life. On the basis of introducing the mechanism in different electrolyte, the effects of electrolyte on the rechargeability for the Zn/MnO2 battery were discussed and its future development was proposed.%锌锰电池问世以来,由于其结构简单、安全、无毒、成本低廉且环保等特点得以广泛应用.在传统的碱性电解液中的循环稳定性差,难以实现连续多次充放循环,限制了锌锰电池的应用.而在中性电解液中,锌锰电池可以有上千次的循环寿命.在介绍不同电解液中电池工作机理的基础上,阐述了电解液对锌锰电池可充性的影响,并对可充锌锰电池技术未来的发展进行了展望.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2019(043)004【总页数】4页(P720-723)【关键词】电解液;可充锌锰电池;机理【作者】张思兰;邸江涛;李清文【作者单位】中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏苏州 215123;上海科技大学物质科学与技术学院,上海 201210;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏苏州 215123;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏苏州 215123;上海科技大学物质科学与技术学院,上海 201210【正文语种】中文【中图分类】TM911储能对于可再生集成和电气化能源基础设施至关重要[1-8]。
锂硫电池正极材料：硫化聚丙烯腈
定性 …。 这种有机 聚合物 的种类很 多 ， 如聚 二乙基硅 氧烷 、 苯 乙烯 、 聚 聚
（一甲基 一５ ２ 一乙烯 基 吡 啶 ） 以及 聚 氯 乙烯 等 。
中， 以能够有 效地 抑 制放 电产 物在 所
电解 液 中的溶 解 ， 阻止 电极 在 充放 电 循 环 中的恶化 。 同时 ， 这类复 合材料在 室温 下的 电子 导 电率较 高 ， 在很 大程
的状 态 下 ， 一个 月 内几 乎 观察 不到 自
上 的 ２ Ｎ原料进行 电化学 实验对 种ＰＡ 比， 出结 论 ： 分 布 并且 纯度 高 的 得 窄 ＰＡＮ样 品硫化 后 ， 具有 更好的 电化学 性 质 。 用热 分析 仪器 对 不 同 比例 的 应 Ｓ ＡＮ复 合体系进行分析 ， 出了 －Ｐ 找 ｓ ＡＮ正极反应 的一些 内部规律 。 —Ｐ 热 学 实验表 明 ： 硫单质 含量 较低 的情 在
区间的峰为放 热峰 ， 含量较 高的情 在ｓ
况 下 （ ： ＡＮ＝ Ｓ Ｐ ４：１ ，２ ）３ ０～３ ０ ６￣ Ｃ区
间的峰为吸热峰 。 因是 ：含 量低时 ， 原 ｓ
Ｐ ＡＮ与Ｓ 元素发生化学反 应 ， 释放 出热
碳单键转化为双键 ， 同时腈基消失并环 化， 形成 共轭 的 环状 物 ； 外 、 曼 红 拉 以及 ｘ射 线光 电子 光 谱均 检 测 到碳 一
Ｅ嬲
Ｉ Ｆ Ｏ ＴＥ Ｒ Ｎ ＩＲ
锂硫 电池正极材料 硫化聚丙烯腈 ■
■ 文／ 赵 鹏 王 莉 李建军 高 剑 姜长印 万春 荣 何 向明
１ 清华大学核 能与新 能源技术研 究院新型 能源 与材料化 学研究室 ．
２ 汽车安全与节能国家重 点实验 室 ．
在 一 定 温 度 下 ， 机 聚 合 物 会 有 与 硫 （ 单 质 发 生脱 氢 硫 化反 应 ， ｓ） 生 成 导 电 聚 合 物一 一 硫 复 合 材 料 ， 这 类 材 料 以导 电 高 分 子 为 主链 ， 够 能 提 高 正 极 材 料 的导 电性 和 结 构 稳定 性 ， 发生 氧化 还原反 应 的Ｓ 基 团 而 －Ｓ
锂离子电池关键材料六氟磷酸锂
锂离子电池关键材料六氟磷酸锂作者：廖红英孟蓉王莉，等来源：《新材料产业》 2012年第6期文/廖红英1，2 孟蓉2 王莉1 何向明1，31.清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室2.北京化学试剂研究所3.清华大学汽车安全与节能国家重点实验室六氟磷酸锂（L i P F6）是锂离子电池电解液中的关键组分，作为综合性能最好的锂盐，一直延用至今，且尚未找到任何替代品。
它在各种非水溶剂中有适当的溶解度和较高的电导率；能与溶剂在碳负极上形成适当的固体电解质界面膜（S E I膜）；对正极集流体能实现有效的钝化，以阻止其溶解；有较宽广的电化学稳定窗口，有相对较好的环境友好性。
一、LiPF6的物化性能L i P F6是白色颗粒状或粉末状固体，形貌不同，流动性和溶解性不同。
LiPF6熔点200℃ (分解温度)，白色颗粒状的密度1.5g /mL，粉末状的密度会小一些；易潮解，与空气中的微量水分发生反应生成氢氟酸（HF）等；受热易分解，在干燥氮气（N2）中160℃开始分解，在空气中70℃开始分解，应在低温下储存；在电解液中的L iP F6比固体的LiPF6热分解温度要高。
LiPF6对皮肤的腐蚀性强，操作时需佩戴耐酸碱手套，如皮肤上不慎沾染，需要马上用流水清洗，而后用5%的葡萄糖酸钙溶液浸泡0.5h以上，严重者需马上送医院治疗。
二、LiPF6的制造工艺LiPF6的制备方法很多，可分为氟化氢溶剂法、有机溶剂法、离子交换法（中间相法）、以乙腈作为溶剂的制备工艺及其他方法，但基本上均需在低温、高压下长时间的反应。
1.氟化氢溶剂法传统制备方法一般采用五氯化磷(PCl5)、无水HF和氟化锂(LiF)或者碳酸锂（L i2C O3）为原料，先制得中间体五氟化磷（P F5），然后将P F5与L i F反应合成LiPF6。
这种方法的难度在于高纯度P F5的制备。
为了提高P F5的纯度，目前有多种制备P F5的方法。
一种方法是将生成的粗P F5与H F反应，生成白色结晶氟磷酸（H P F6），将H P F6结晶从溶液中分离出后升温，HPF6发生分解生成高纯P F5气体，该方法的缺点是反应产率较低且不易控制。
锂硫电池简介
锂硫电池简介简介：锂离子电池（LiCoO2）是单电子脱嵌，锂硫电池是8电子氧化还原，因而有7-8倍的理论容量。
前言：锂电池目前已经广泛应用于日常生活中。
近几年新能源产业被政府大力支持，短时间内锂电领域不论是科研界还是商业圈都被闹得沸沸扬扬。
没拿到诺贝尔奖，老爷子Good Enough哭晕在厕所；三星Note7爆炸门，iphone6S冻死关机；比亚迪放弃磷酸锂铁，转投三元材料；董大妈（董明珠）下台，私人投资珠海银隆；还有最让人闹心的新能源骗保事件，2016，锂电走在风口浪尖。
锂电的简史：锂电池，简称锂电，包含金属锂电池，锂离子电池，锂硫电池，锂空电池等，多数情况下大家指的是目前商业应用的钴酸锂（LiCoO2）。
二十世纪80年代，朝日化学制品公司最早开始研发锂离子电池体系（Li-ion）[1]。
1980年，Good Enough发表了正极层状材料LiCoO2的专利。
1990年sony首先推出技术较为成熟的商业化锂离子电池[15]。
1991年，索尼引入18650电池，并在1992-2006年之间快速发展[2]。
在此之后，锂离子电池以极其惊人的发展速度，迅速取代市场上的Ni-Cd和Ni-MH电池（目前人们意识里充电电池=锂电池，大多数人甚至不知道有这两类可充电电池）。
最为直观的感受就是，换了智能手机之后，大家是每天充电，甚至充电宝不离手的状态。
当今社会更需要一种低成本，无污染，性能稳定，比容量大，能量密度高的新型锂离子电池[7-10]。
就像某手机广告里那样，充电5分钟，通话俩小时。
锂硫电池发展史：锂离子电池有30多年的历史，而锂硫电池更年轻。
1962年，Herbet和Ulam首次提出使用硫作为正极材料，以碱性高氯酸盐为电解质[24]。
早期锂硫体系作为一次电池被研究，甚至还一度商业化生产，但后来被可充电电池取代搁置。
2009年Linda F. Nazar在Nature Materials上提出关于锂硫二次可充放电池，并用CMK-3实现了1320mAh/g的高比容量。
锂硫电池概述
锂硫电池概述锂硫电池（LSBs）是一种以硫为正极活性物质，金属锂为负极的新型二次电池。
受益于硫相态变化的多电子反应，锂硫电池拥有高达1675mAhg-1和2600Whkg-1的理论比容量和比能量，相当于商用锂离子电池数倍，并且硫储量丰富、价格低、环境友好，因而锂硫电池被认为是极具开发潜力和应用前景的新一代二次电池技术。
一、锂硫电池的结构锂硫电池主要由硫正极、锂负极、隔膜和电解质等组成。
硫正极是由活性物质硫与导电剂及粘结剂等按照一定比例均匀混合制备而成；锂负极为普通商用锂片；正负极之间放置隔膜，隔膜材质为聚合物且具有多孔隙、不导电的特点，目的是选择性通过离子而隔绝电子；电解液为含硝酸锂的非水类电解液体系，为锂硫电池内部氧化还原反应提供液态环境。
下图展示了锂硫电池的结构。
二、锂硫电池的储能机理LSBs的工作原理是单质硫与锂离子之间发生的可逆氧化还原反应。
放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化锂，正极和负极反应的电势差即为锂硫电池所提供的放电电压。
在外加电压作用下，锂硫电池的正极和负极反应逆向进行，即为充电过程。
图1.2为电池充放电过程单质硫的可逆转化示意图，其中放电时大致包括以下反应过程：正极反应：图 1.2可以看出，放电曲线有两个较为明显的平台，分别位于2.4-2.1V和2.1-1.5V。
放电前，正极活性硫的初始状态为环形分子（S8），放电开始后，S8分子发生开环反应并与锂离子结合生成Li2S8分子（式1-1），随着反应的进行，Li2S8进一步与锂离子结合生成长链多硫化锂Li2S6和Li2S4（式1-2和1-3），这一过程对应位于2.4-2.1V的第一放电平台；长链多硫化锂在有机电解液中溶解并在隔膜两侧扩散迁移，随着电化学反应的继续进行，长链多硫化锂在反应过程中得到电子被还原为短链多硫化锂（Li2S2和Li2S）（式1-4和1-5），这个反应过程在放电曲线中对应于第二个较长的平台（2.1-1.5V附近），这一过程贡献了LSBs大部分的理论容量，因此第二平台的反应深度很大程度上决定了LSBs的性能。
锂电池原位拉曼
锂电池原位拉曼引言随着电动汽车和可再生能源的快速发展，锂电池作为一种重要的能量储存装置，受到了广泛的关注。
锂电池的性能和寿命直接影响着电动汽车的续航里程和可再生能源的利用效率。
因此，对锂电池的研究和优化至关重要。
原位拉曼技术是一种非常有用的工具，可以实时监测和分析锂电池中的化学反应和结构变化。
本文将详细探讨锂电池原位拉曼技术的原理、应用和发展前景。
原位拉曼技术的原理原位拉曼技术基于拉曼散射现象，通过激光与物质相互作用后散射光的频率偏移来获取样品的结构和化学信息。
在锂电池中，原位拉曼技术可以用来研究电极材料的相变、电解液的溶解度、锂离子的嵌入和脱嵌等过程。
原位拉曼技术的优势在于其非侵入性和高灵敏度。
由于激光只与样品表面相互作用，不会对样品造成损伤，因此可以实时观察锂电池的动态变化。
同时，原位拉曼技术可以检测到非常低浓度的物质，对于锂电池中微量元素和化学物质的监测具有重要意义。
原位拉曼技术在锂电池中的应用1. 锂电池电极材料的相变研究原位拉曼技术可以实时监测电极材料的相变过程。
例如，在锂离子电池的负极材料石墨中，锂离子的嵌入和脱嵌会导致石墨结构的变化。
通过原位拉曼技术，可以观察到石墨中的D带和G带的强度变化，从而揭示锂离子嵌入和脱嵌的机制。
2. 电解液的溶解度研究原位拉曼技术可以用来研究电解液中溶解度的变化。
电解液中溶解度的变化会影响锂离子的传输速率和电池的性能。
通过原位拉曼技术，可以实时监测电解液中溶解物的浓度变化，从而优化电解液的配方和浓度。
3. 锂离子的嵌入和脱嵌机制研究原位拉曼技术可以用来研究锂离子在电极材料中的嵌入和脱嵌过程。
锂离子的嵌入和脱嵌过程直接影响电池的循环性能和容量衰减。
通过原位拉曼技术，可以实时观察锂离子在电极材料中的结构变化和相变过程，从而揭示锂离子的嵌入和脱嵌机制。
4. 电池中微量元素和化学物质的监测原位拉曼技术可以检测锂电池中微量元素和化学物质的存在和浓度变化。
锂电池中微量元素和化学物质的存在会影响电池的性能和寿命。
锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料
锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料汇报人：2024-01-09•锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的概述•锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的物理和化学性质目录•锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的制备方法•锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的优化与改性•锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的挑战与前景目录01锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的概述锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料是一种特殊的正极材料，其结构类似于岩盐的无序排列。
具有较高的能量密度、良好的电化学性能和循环稳定性，能够满足现代电子设备对高能量密度和快速充电的需求。
定义与特性特性定义历史发展与现状锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的研究始于20世纪90年代，经过多年的研究和发展，已经成为一种相对成熟的正极材料。
现状目前，锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料已经广泛应用于电动汽车、混合动力汽车、无人机、移动电源等领域，成为现代电子设备的重要能源来源。
重要性锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料在能源存储和转换领域具有重要意义，能够提高能源利用效率，降低环境污染，促进可持续发展。
应用领域除了电动汽车、混合动力汽车、无人机、移动电源等领域外，锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料还可应用于可穿戴设备、智能家居、医疗设备等领域。
重要性和应用领域02锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的物理和化学性质锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料具有优异的电化学性能，能够提供高能量密度和长循环寿命。
总结词该材料的电化学反应可逆性好，嵌锂/脱锂过程中结构变化小，容量保持率高。
此外，该材料还具有较低的电荷转移电阻和优良的锂离子扩散性能，有利于提高电池的倍率性能。
详细描述电化学性能热稳定性总结词锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料具有较好的热稳定性，能够在较高温度下使用。
详细描述该材料的热稳定性主要归因于其岩盐结构中阳离子的无序性和紧密堆积，能够有效抑制高温下材料结构的破坏和热失控。