锂离子电池三元镍钴锰正极材料研究现状综述
镍钴锰三元正极材料的现状与发展趋势
镍钴锰三元正极材料的现状与发展趋势镍钴锰三元正极材料是一种常用的电池材料，其现状与发展趋势如下：现状：1. 镍钴锰三元正极材料是一种比较成熟的电池材料，被广泛应用于各类电子产品和电动汽车等领域。
目前，全球范围内镍钴锰三元正极材料的产量和需求量都呈现出逐年增长的态势。
2. 随着技术的不断进步和应用领域的拓展，镍钴锰三元正极材料的性能得到了显著提升，例如提高能量密度、改善充放电性能、降低成本等方面都取得了重要进展。
发展趋势：1. 高能量密度：随着电动汽车市场的不断扩大，消费者对于电动汽车的续航里程要求越来越高，因此镍钴锰三元正极材料需要不断提高能量密度，以满足高续航里程的需求。
2. 长寿命：电池的寿命是衡量电池性能的重要指标之一，长寿命的电池可以降低消费者的使用成本，同时也符合可持续发展的要求。
因此，镍钴锰三元正极材料需要不断提高循环寿命，延长电池的使用寿命。
3. 低成本：随着电动汽车市场的竞争加剧，电池成本成为了制约电动汽车价格的重要因素之一。
因此，降低镍钴锰三元正极材料的成本是未来的重要发展趋势之一。
4. 环保可持续：随着全球环保意识的不断提高，镍钴锰三元正极材料的生产和废弃处理过程中的环保问题越来越受到关注。
未来，镍钴锰三元正极材料需要更加注重环保和可持续发展，采取更加环保的生产方式和处理方式。
5. 多元化应用：目前，镍钴锰三元正极材料主要用于电动汽车和电子产品等领域。
未来，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，镍钴锰三元正极材料有望在更多领域得到应用，如储能、智能家居等。
总之，镍钴锰三元正极材料作为一种成熟的电池材料，在未来仍将具有广阔的发展前景。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，镍钴锰三元正极材料将会不断改进和完善，为人类的生产和生活提供更加优质的服务。
锂离子电池三元镍钴锰正极材料研究现状综述
三元系锂电池正极材料研究现状摘要：综述了近年来锂离子电池层状Li-Ni-Co-Mn-O正极材料的研究进展，重点介绍了正极材料LiNi l/3Co l/3Mn l/3O其合成方法电化学性能以及掺杂、包覆改性等方面的研究结果。
三元系正极材料的结果：LiMn x Co y Ni1-x-y O2具有α-2NaFeO2层状结构。
Li原子占据3a位置,Ni、Mn、Co随机占据3b位置,氧原子占据6c位置。
其过渡金属层由Ni、Mn、Co 组成,每个过渡金属原子由 6 个氧原子包围形成MO6 八面体结构,而锂离子嵌入过渡金属原子与氧形成的(MnxCo yNi1-x-y) O2层之间。
在层状锂离子电池正极材料中均有Li+与过渡金属离子发生位错的趋势,特别是以结构组成中有Ni2+存在时这种位错更为突出。
抑制或消除过渡金属离子在锂层中的位错现象是制备理想α-2NaFeO2结构层状正极材料的关键，在LiMn x Co y Ni1-x-y O2结构中, Ni2+的半径( rNi2+=0.069nm)与Li+的( rLi+=0.076nm)半径接近,因此晶体结构会发生位错,即过渡金属层中的镍原子占据锂原3a的位置,锂原子则进驻3b位置。
在Li+层中,Ni2+的浓度越大,则Li+在层状结构中脱嵌越困难,电化学性能越差。
而相对于LiNiO2及LiNi x Co1-x-y O2,LiMn x Co y Ni1-x-y O2中这种位错由于Ni 含量的降低而显著减少。
同时由于Ni2 + 的半径( rNi2 + =0. 069nm) 大于Co3+ ( rCo3+ = 0. 0545nm) 和Mn4 + ( rMn4 + =0. 053nm) ,LiMnxCo yNi1 - x - yO2 的晶格常数有所增加。
由于充分综合镍酸锂的高比容量、钴酸锂良好的循环性能和锰酸锂的高安全性及低成本等优点,利用分子水平的掺杂、包覆和表面修饰等方法来合成锰镍钴等多元素协同的复合正极材料,因其良好的研究基础及应用前景而成为近年来研究热点之一。
锂离子电池三元正极材料的研究现状
锂离子电池三元正极材料的研究现状发布时间：2022-08-19T08:56:15.702Z 来源：《当代电力文化》2022年8期作者：李艳卫[导读] 移动电源随着电子时代的到来被广泛应用于各行各业。
由于传统电池无法满足使用需求，李艳卫天津国安盟固利新材料科技股份有限公司天津市 301899摘要：移动电源随着电子时代的到来被广泛应用于各行各业。
由于传统电池无法满足使用需求，使锂离子电池迎来高速发展时期。
而锂离子电池，主要依托于正极材料，而三元材料为目前潜力最大的正极材料之一，所以相关工作人员对其进行了研究，本文就其研究现状进行分析，以供参考。
关键词：锂离子电池；三元材料；正极材料引言：三元材料具有较高比容量，且可通过更改元素比例取得不同应用效果，可满足锂离子电池需求，并为锂离子电池发展带来新的可能。
由于在时代的发展下，人们对锂离子电池提出了具有较高稳定性、安全性等要求。
所以，相关工作人员就此进行研究，现对研究进展进行汇报：1. 锂离子电池三元正极材料的研究现状三元材料为目前潜力最大的正极材料之一，所以近几年来的产量暴增。
其简单来说就是基于钴酸锂添加过渡金属镍、锰等元素，从而形成镍锰钴锂氧化物。
与其他正极材料相比，其优势在于：比容量较高，可以借助调整元素比例这一方式达成不同的使用效果。
镍锰钴三元材料因为掺杂了锰元素，所以具有较强稳定性，即便进行了锂电子的嵌脱，也不会出现结构崩塌的问题。
此外，通过镍元素的掺杂，可将三元材料的容量大大提升，并将其转变为全新变价元素。
2.锂离子电池三元正极材料的制备研究固相法和共沉淀法为较为传统的制备方法，而在时代的发展下，这些制备方法逐渐无法满足人们需求，所以相关工作人员在此基础上进行了研究，提出一些新的制备方法，如：溶胶凝胶、喷雾干燥、喷雾热解、流变相等。
2.1固相法最初，相关人员便是借助这一方法制备的镍钴锰比例为333的三元材料[1]。
由于当时在此方面的研究不够成熟，所以只是借助机械对相关材料进行了混合，三元材料具有化学性能不稳定、粒径大小不一等问题。
《2024年锂离子电池富锂锰基三元正极材料的研究》范文
《锂离子电池富锂锰基三元正极材料的研究》篇一一、引言随着电动汽车、移动电子设备等领域的快速发展，对锂离子电池的性能要求越来越高。
正极材料作为锂离子电池的关键组成部分，其性能的优劣直接决定了电池的整体性能。
富锂锰基三元正极材料因其高能量密度、长循环寿命和低成本等优点，在锂离子电池领域得到了广泛的应用。
本文将重点研究锂离子电池富锂锰基三元正极材料的性能、制备方法及其应用前景。
二、富锂锰基三元正极材料的性能富锂锰基三元正极材料主要由锂、锰、镍等元素组成，其结构稳定、容量高、成本低，是当前锂离子电池领域的研究热点。
该材料具有较高的能量密度和功率密度，能够满足电动汽车、移动电子设备等领域的实际需求。
此外，富锂锰基三元正极材料还具有较好的热稳定性和安全性，能够在高温环境下保持稳定的电化学性能。
三、制备方法目前，制备富锂锰基三元正极材料的方法主要包括固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。
其中，共沉淀法因其工艺简单、成本低廉等优点，受到了广泛的关注。
在共沉淀法中，通过控制沉淀条件，可以获得粒径均匀、结晶度高的富锂锰基三元前驱体。
随后，经过烧结、破碎等工艺，最终得到所需的正极材料。
四、研究进展及存在问题近年来，针对富锂锰基三元正极材料的研究取得了显著的进展。
在制备工艺方面，研究人员通过优化沉淀条件、调整烧结温度等方法，提高了材料的电化学性能。
在材料改性方面，通过掺杂其他元素、制备复合材料等方法，进一步提高了材料的循环稳定性和安全性。
然而，仍存在一些问题亟待解决。
例如，材料的容量衰减问题、高温性能的进一步提升等。
此外，制备过程中产生的环境污染问题也需要引起足够的重视。
五、解决方案及创新点针对上述问题，我们可以从以下几个方面着手解决：首先，通过深入研究材料的结构和性能关系，优化制备工艺参数，提高材料的电化学性能和循环稳定性。
其次，采用环境友好的制备方法，降低生产过程中的环境污染。
此外，通过材料改性，如掺杂其他元素、制备复合材料等手段，进一步提高材料的性能。
锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用
锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存和转换方式，已经在电动汽车、移动电子设备等领域得到了广泛应用。
其中，正极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响到电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
因此，研究和开发高性能的正极材料是锂离子电池领域的重要研究方向。
本文将对锂离子电池正极三元材料的研究进展和应用进行全面的综述，旨在探讨其发展趋势和未来应用前景。
本文将简要介绍锂离子电池的基本原理和正极材料的重要性。
然后，重点分析三元材料的结构特点、性能优势以及存在的问题和挑战。
接着，综述近年来三元材料在合成方法、改性技术和应用领域的研究进展，包括纳米化、复合化、掺杂等改性手段对三元材料性能的影响。
展望三元材料在未来的发展趋势和应用前景，提出可能的研究方向和建议。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和启示，推动锂离子电池正极三元材料的研究和应用进一步发展。
二、三元材料的基本性质三元材料，又称为三元正极材料，是锂离子电池中的关键组成部分，对电池的能量密度、功率密度以及循环寿命等性能起着决定性的作用。
其一般化学式可表示为LiNixCoyMn1-x-yO2 (NCM) 或LiNixCoyAlzO2 (NCA)，其中x、y、z为各元素的摩尔比例，可根据需要进行调整以优化材料的性能。
高能量密度：三元材料具有较高的比容量，这使得锂离子电池在相同体积或重量下能够存储更多的能量，因此适用于高能量需求的电子设备或电动车等领域。
良好的电化学性能：三元材料具有良好的电子导电性和离子迁移率，这有助于提高电池的充放电效率和循环稳定性。
其结构稳定，能够在充放电过程中保持结构的完整性，减少电池容量的衰减。
安全性：三元材料在高温下具有较好的热稳定性，能够有效防止电池热失控的发生。
同时，其结构中的元素均为无毒或低毒元素，对环境和人体健康影响较小。
2024年高镍三元正极市场发展现状
高镍三元正极市场发展现状引言在电动汽车等领域的快速发展背景下，高镍三元锂离子电池作为一种重要的能源储存技术，在电池领域备受关注。
正极材料是决定电池性能的关键因素之一，高镍三元正极材料以其高能量密度、高比能量、低自放电率等特点而备受瞩目。
本文将分析当前高镍三元正极市场的发展现状，探讨其面临的挑战和未来的发展前景。
市场规模和增长趋势高镍三元正极市场的规模正在逐渐扩大，其主要受益于电动汽车市场的快速增长。
据统计数据显示，电动汽车销量从2013年的31.7万辆增长到2019年的约226.1万辆，年均复合增长率达到了48.8%。
高镍三元正极材料作为电动汽车电池的重要组成部分，其需求呈现出快速增长的趋势。
主要厂商和产品目前，全球高镍三元正极市场上的主要厂商包括宁德时代、比亚迪、LG化学等。
这些厂商在技术研发、生产能力和市场份额等方面具有一定优势。
宁德时代作为全球最大的动力电池制造商之一，其生产的高镍三元正极材料在市场上具有较大份额。
比亚迪、LG化学等公司也正在不断加大对高镍三元正极材料的研发和生产投入，以满足市场需求。
技术进展和创新高镍三元正极材料的技术进展是推动市场发展的重要因素之一。
近年来，随着科技的不断进步，高镍三元正极材料的电池性能得到了显著提升。
新型结构设计、材料改良和工艺优化等创新技术在提高电池能量密度、延长电池寿命和提高安全性等方面取得了显著成果。
同时，一些新材料的引入也为高镍三元正极市场带来了更多可能性。
挑战和机遇高镍三元正极市场虽然发展迅速，但仍面临着一些挑战。
首先是材料成本的问题，高镍三元正极材料相对于其他材料来说成本较高，如何降低成本仍然是一个亟待解决的问题。
其次是相关技术的限制，目前高镍三元正极材料存在一些问题，如循环寿命较短、温度敏感等，需要进一步研发解决。
然而，面对这些挑战，高镍三元正极市场依然充满着巨大的机遇。
随着科技的迅猛发展，高镍三元正极材料有望在性能和成本方面实现进一步突破，从而推动市场的快速发展。
锂离子电池高镍三元材料的研究进展
锂离子电池高镍三元材料的研究进展一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题日益严重，可再生能源的开发和利用受到了广泛关注。
锂离子电池作为一种高效、环保的储能技术，被广泛应用于电动汽车、便携式电子设备等领域。
高镍三元材料（NCA、NMC等）作为锂离子电池正极材料的代表之一，因其高能量密度、低成本等优点，近年来成为了研究的热点。
本文旨在综述锂离子电池高镍三元材料的研究进展，包括其晶体结构、合成方法、性能优化以及应用前景等方面，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
本文将介绍高镍三元材料的晶体结构和基本性能，阐述其作为锂离子电池正极材料的优势与不足。
将重点综述高镍三元材料的合成方法，包括固相法、溶液法、熔融盐法等，并分析各种方法的优缺点。
在此基础上，本文将进一步探讨高镍三元材料的性能优化策略，如表面包覆、掺杂改性等，以提高其循环稳定性、倍率性能等。
本文将展望高镍三元材料在锂离子电池领域的应用前景，探讨其未来的发展方向和挑战。
通过本文的综述，期望能够为锂离子电池高镍三元材料的研究和应用提供有益的参考和启示，推动该领域的技术进步和发展。
二、高镍三元材料的结构与性能高镍三元材料，通常指的是NCA（镍钴铝）和NMC（镍锰钴）等富镍正极材料，其中镍的含量通常超过50%。
这些材料因其高能量密度和良好的循环性能而受到广泛关注。
高镍三元材料的晶体结构通常为层状结构，属于α-NaFeO₂型六方晶系。
在这种结构中，镍、钴和锰（或铝）离子占据3a位置，氧离子占据6c位置，形成八面体配位。
镍离子因其较高的氧化态（+3或+4）而占据锂层中的部分位置，这有助于提高材料的能量密度。
然而，高镍含量也带来了结构不稳定性的问题，因为镍离子半径较大，容易引起晶格畸变。
高镍三元材料具有较高的比容量和较高的能量密度，这使得它们成为下一代锂离子电池的理想选择。
例如，NCA材料的理论比容量可以达到275 mAh/g，远高于传统的钴酸锂（LCO）材料（约140 mAh/g）。
浅谈锂离子电池高镍三元正极材料
浅谈锂离子电池高镍三元正极材料摘要：锂离子电池镍钴锰三元正极材料具有比容量高、稳定性好、热稳定性好和成本较低的特性，近年来得到广泛的应用。
镍钴锰三元正极材料在使用过程中也存在一定的问题，如：循环性能不稳定，容量衰减较为严重;电导率较低，大倍率性能不佳;振实密度偏低，影响体积能量密度。
为了提高锂离子电池的综合性能，元素掺杂、表面包覆等多种工艺对三元正极材料进行了改性，可以提升材料的性能，且合成方法简单有效，适合工业化大规模生产。
关键词：锂离子电池，正极材料，表面包覆，元素掺杂引言现代社会对能源资源的需求量越来越大，全球范围内的能源危机日益加剧。
科学家正在研究并开发新型能源，以解决化石能源面临耗尽的问题。
锂离子电池作为一种新型二次电池，从20世纪70年代开始发展，刚问世就被广泛用在了各种便携电子产品的电源上面。
随着汽车工业的发展，世界石油资源的枯竭以及环境污染的加剧，锂离子电池在动力电源领域的研究开始受到广泛关注[1]。
为了得到电化学性能优异的锂离子电池三元体系正极材料，需对材料进行优化和改性。
在材料的优化和发展过程中，需要考虑以下几个设计准则：能量密度。
由材料的可逆容量和工作电压决定，而可逆容量和工作电压又主要由材料的本征化学(如:有效的氧化还原电对、活性材料中的最大锂浓度等决定；速率容量；循环性能，速率容量和循环性能的主要决定因素是电子和离子的运动速度。
但粒子的形貌导致结构的各向异性也是重要的因素，在一些情况下，甚至成为主要的因素；安全性；成本。
因此，材料的优化通常从两个方面考虑:改变材料的本征化学(掺杂）和修饰形貌（包覆、控制粒子大小等)。
1、锂离子电池的结构及工作原理锂离子电池是利用锂离子浓差产生电势的一种电池，主要组成包括电极材料、隔膜、电解液构成。
锂离子电池的正极材料一般采用含锂离子的相关化合物，负极材料导电率一般都较高，多采用碳素材料或是锂片，而电解液则是一种锂盐溶解在混合有机溶剂中形成的溶液，这种溶液理论上不仅具有离子导电性和电子绝缘性，并且具有与锂离子相容性良好的特点。
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三元系锂电池正极材料研究现状摘要：综述了近年来锂离子电池层状Li-Ni-Co-Mn-O正极材料的研究进展，重点介绍了正极材料LiNi l/3Co l/3Mn l/3O其合成方法电化学性能以及掺杂、包覆改性等方面的研究结果。
三元系正极材料的结果：LiMn x Co y Ni1-x-y O2具有α-2NaFeO2层状结构。
Li原子占据3a位置,Ni、Mn、Co随机占据3b位置,氧原子占据6c位置。
其过渡金属层由Ni、Mn、Co 组成,每个过渡金属原子由 6 个氧原子包围形成MO6 八面体结构,而锂离子嵌入过渡金属原子与氧形成的(MnxCo yNi1-x-y) O2层之间。
在层状锂离子电池正极材料中均有Li+与过渡金属离子发生位错的趋势,特别是以结构组成中有Ni2+存在时这种位错更为突出。
抑制或消除过渡金属离子在锂层中的位错现象是制备理想α-2NaFeO2结构层状正极材料的关键，在LiMn x Co y Ni1-x-y O2结构中, Ni2+的半径( rNi2+=0.069nm)与Li+的( rLi+=0.076nm)半径接近,因此晶体结构会发生位错,即过渡金属层中的镍原子占据锂原3a的位置,锂原子则进驻3b位置。
在Li+层中,Ni2+的浓度越大,则Li+在层状结构中脱嵌越困难,电化学性能越差。
而相对于LiNiO2及LiNi x Co1-x-y O2,LiMn x Co y Ni1-x-y O2中这种位错由于Ni 含量的降低而显著减少。
同时由于Ni2 + 的半径( rNi2 + =0. 069nm) 大于Co3+ ( rCo3+ = 0. 0545nm) 和Mn4 + ( rMn4 + =0. 053nm) ,LiMnxCo yNi1 - x - yO2 的晶格常数有所增加。
由于充分综合镍酸锂的高比容量、钴酸锂良好的循环性能和锰酸锂的高安全性及低成本等优点,利用分子水平的掺杂、包覆和表面修饰等方法来合成锰镍钴等多元素协同的复合正极材料,因其良好的研究基础及应用前景而成为近年来研究热点之一。
对于LiMn x Co y Ni1-O2材料来说,各元素的比例对其性能有显著的影响。
Ni的存在能使x-yLiMn x Co y Ni1-x-y O2的晶胞参数a和c值分别增加, c/a减小,晶胞体积增大,有助于提高材料的可逆嵌锂容量。
但过多Ni2+的存在又会因为位错现象而使材料的循环性能变差。
Co 能有效稳定复合物的层状结构并抑制3a与3b位置阳离子的混合,即减小Li层与过渡金属层的阳离子混合,从而使锂离子的脱嵌更容易,并能提高材料的导电性以及改善其充放电循环性能; 但随Co 的比例增大,晶胞参数中的c和a值分别减小(但c/ a值增加) ,晶胞体积变小,导致材料的可逆嵌锂容量下降。
而引入Mn后,除了能大幅度降低成本外,还能有效改善材料的安全性能。
但Mn 的含量太高则容易出现尖晶石相,从而破坏材料的层状结构。
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学特征LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极材料在充电过程中的反应有以下特征：（1）在3.75-4.54V之间有两个平台且容量可以充到250Ma.h/g,为理论容量的91%。
（2）通过XANES和EXAFS分析得到3.9V左右为Ni2+/Ni3+,在3.9V-4.1V之间为Ni3+/Ni4+。
当高于4.1V时，Ni4+不再参与反应。
（3）Co3+/Co4+与上述两个平台都有关。
（4）充到4.7V时Mn4+没有变化，因此Mn4+只是作为一种结构物质而不参与反应。
通过其在3.0-4.5V的循环伏安图可以看出LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2第一次在4.289V有一不可逆阳极氧化峰，对应于第一次不可逆容量。
在3.825V有一阳极氧化峰，这一对氧化还原峰在反复扫描时，峰电位和峰强度都保持不变，说明这种材料具有良好的稳定性。
合成方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法主要有固相法，共沉淀法，溶胶-凝胶法和喷雾热解法。
固相法固相法是将计量比例的锂盐，镍和钴及锰的氧化物或盐混合，在高温下处理，由于固相法中Ni,Co,Mn的均匀混合需要相当长的时间，因此一般要在1000℃以上处理才能得到性能良好的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。
通过EXAFS研究，发现首次放电效率小是由于在放电过程中，Ni4+没有完全还原成Ni3+造成的。
金属乙酸盐与锂盐混合烧结—有机盐Cheng等人将充分混合的化学计量的LiCH3COO•2H2O、Ni(CH3COO) 2•4H2O、Mn(CH3COO)2•4H2O 和Co(CH3COO)2•4H2O 混合物加热到400 ℃得到前驱体。
球磨1h,然后在空气中加热到900℃并保温20h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 粉末,在充电电流密度为20mAh/g 时,首次充电容量为176 mAh/g ,上限电压达4. 5V ,在50℃下循环35 次容量保持率为81 %以上,显示出较好的循环性能。
金属氧化物与锂盐混合烧结Zhaoxiang Wang等人将化学计量的Ni2O3(85%)、Co2O3 (99%) 和MnO2与7%过量的LiOH•H2O充分混合后在850～1100℃烧结24h得到纯相的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,其晶格参数为a=0.28236nm , c =1.44087 nm,XRD 衍射图谱说明产物具有a-NaFeO2型层状结构,晶型完美,电化学性能测试表现出良好的电化学性能。
金属氢氧化物与锂盐混合烧结Naoaki等人将Ni(OH)2、Co(OH)2和Mn(OH)2按Co∶Ni∶Mn =0.98∶1.O2∶0.98 充分混合,球磨,在150℃下预热1h ,然后在空气中加热到1000℃烧结14h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,其晶格参数为a= 0.2862nm, c=1.4227nm与计算的理论结果(a = 0.2831 nm , c = 1.388nm)接近,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶胞体积为100.6×10-30m3 ,其值在LiCoO2和LiNiO2之间。
组装成实验电池后,在30℃下,在充电电流密度为0.17 mA/cm2时,在2.5～4.6 V放电,充电容量为200mAh/g ,并表现出优异的循环性能。
共沉淀法用氢氧化物作沉淀剂Lee 等人以NiSO4、CoSO4、MnSO4和NaOH为原料,以NH4OH 为络合剂合成球形Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驱体,然后与LiOH•H2O充分混合,烧结得到层状球形的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末。
组装成实验电池,2.8～4.3V,2.8～4.4和2.8～4.5V电压范围内LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2放电比容量分别为159 ,168 mAh/g和177 mAh/g ,并且在30℃时在20mAh/g的电流密度下具有优异的循环性能。
用碳酸盐作沉淀剂禹筱元等人采用共沉淀法以NH4HCO3和Na2CO3为沉淀剂合成Ni、Mn、Co三元共沉淀前驱体,然后与Li2CO3球磨混合,在950℃下热处理20h ,冷却到室温得产物为球形或近球形形貌,颗粒均匀的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。
测得LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的晶格常数为a=0.2866nm, c=1.4262nm电性能测试表明Li/LiNi1/3 Co1/3Mn1/3O2在2.8～4.6 V、0.1 C下的首次放电比容量为190.29 mAh/g，在2.75～4.2V、1 C下的初始放电比容量为145.5 mAh/g ,循环100次后容量保持率为98.41 %。
溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将有机或无机化合物经溶液,水解等过程形成溶胶,在一定条件下凝胶化等过程而发生固化,然后经热处理制备固体氧化物的方法。
此法制备的产物具有化学成分均匀、纯度高、颗粒小、化学计量比可以精确控制等优点,有利于材料晶体的生成和生长,可以降低反应温度,缩短反应时间。
Kim等人,将Ni(CH3COO)2•4H2O、Mn (CH3COO)2•4H2O和Co(CH3COO)2•4H2O溶解到蒸馏水中,用乙醇酸作为络合剂,在反应过程中滴加NH4OH 来调节pH 值在7.0～7.5之间,然后将反应体系在70～80℃下蒸发得到粘性的透明胶体。
将胶体在450℃于空气中烘5 h得到粉末,球磨后于950℃烧结,并保温20 h ,淬冷至室温,得到非化学计量的Li [Li0.1Ni0.35–x/2Co x Mn0.55–x/2]O2(0≤x ≤0.3)。
经电性能测试,在 2.5～4.6V之间循环有较高的放电容量为:184～195 mAh/g ,表现出优异的电化学性能。
喷雾热解法De-Cheng等人用喷雾干燥法制备Li/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。
将用蒸馏水溶解的LiNO3,Ni(CH3COO)2•4H2O、Mn(CH3COO)2•4H2O和Co(CH3COO)2•4H2O 作为最初的溶液。
将溶液抽到微型的喷雾干燥仪中,制得前驱体。
首先将前驱体加热到300℃,然后于900℃烧结,并保温20h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末,在充电电流密度为20mAh/g时, 首次充电容量为208mAh/g ,充电电压达4.5 V,在50℃下循环35次容量保持率为85%以上,显示出较好的循环性能。
LiNi l/3Co l/3Mn l/3O2的修饰改性由于Ni2+与Li+半径相近，在LiNi l/3Co1/3Mn l/3 O2中仍然存在阳离子混排现象，导致电化学性能变差。
为了消除或抑制阳离子混排现象，GH.Kim等选择Mg分别对LiNi l/3Co1/3Mn1/3O2中Ni、Co、Mn元素进行取代。
Mg取代过渡金属在不同程度上减少了阳离子混排现象。
当掺杂Mg取代部分的Ni或Co位时，会导致容量的减少，循环性能变差。
当掺杂Mg取代部分的Mn位时，材料LiNil/3CO1/3Mnl/3O2的比容量、循环性能和在高氧化态下的热稳定性都得到提高。
掺杂Ti 可以提高材料LiNiO2在充电状态下的热稳定性，因此研究者在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中引进Al、Ti元素，实验结果表明，掺杂Al、Ti 对LiNi l/3Co1/3Mn l/3O2的结构没有改变，随着Al、Ti掺杂量的增加，只有参数有轻微的变小。
掺杂Al、Ti取代部分Co会升高放电电压平台，提高材料在 4.3V下的热稳定性。
Ti的加入同样可以提高LiNi l/3Co1/3 Mn l/3O2材料在4.3V下的热稳定性。