富锂锰基

合集下载

锰酸锂 磷酸锰铁锂 富锂锰基

锰酸锂 磷酸锰铁锂 富锂锰基

锰酸锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基是目前锂离子电池中常用的正极材料,它们在电池行业中具有重要的地位,因此对它们的研究备受关注。

本文将从以下几个方面对这三种正极材料进行介绍和分析。

一、锰酸锂1.锰酸锂简介锰酸锂是锰酸盐中的一种,化学式为LiMnO2。

它是一种无机化合物,具有正极材料的特点。

2.锰酸锂的性能锰酸锂的理论比容量较高,可达到275mAh/g,具有较高的放电电压和较平缓的充放电曲线,因此在一定程度上能提高电池的循环寿命。

3.锰酸锂的应用锰酸锂主要应用于锂离子电池的正极材料中,广泛用于移动电源、电动汽车、储能系统等领域。

二、磷酸锰铁锂1.磷酸锰铁锂简介磷酸锰铁锂是一种多元化合物,化学式为LiMnFePO4。

它是一种锰铁锂磷酸盐,具有优异的电化学性能,是一种绿色环保的正极材料。

2.磷酸锰铁锂的性能磷酸锰铁锂具有较高的放电电压,能够提供稳定的电压输出,同时具有优异的循环寿命和安全性能,是一种性能良好的正极材料。

3.磷酸锰铁锂的应用磷酸锰铁锂主要应用于锂离子电池、充电宝、无线鼠标、安防设备等领域,被广泛应用于现代生活中的各个方面。

三、富锂锰基1.富锂锰基简介富锂锰基材料是指以锰酸锂为主要成分的锂离子电池正极材料,具有较高的比容量和良好的电化学性能。

2.富锂锰基的性能富锂锰基具有较高的比容量,能够提供更高的能量密度,同时具有良好的循环寿命和安全性能,是一种性能优异的正极材料。

3.富锂锰基的应用富锂锰基材料广泛应用于电动汽车、储能系统、电动工具等领域,是锂离子电池中使用最为广泛的正极材料之一。

锰酸锂、磷酸锰铁锂和富锂锰基都是锂离子电池中常用的正极材料,它们各自具有不同的优点和应用领域,在未来的发展中仍将发挥重要作用。

随着新能源领域的不断发展壮大,这些正极材料的研究和应用也将迎来更多的机遇和挑战。

相信在未来的发展中,这些正极材料将会不断取得突破性的进展,为新能源领域的发展做出更大的贡献。

近年来,随着新能源汽车市场的蓬勃发展和全球对清洁能源的迫切需求,锂离子电池作为最具潜力和应用前景的储能技术之一,备受关注。

富锂锰基材料

富锂锰基材料

富锂锰基材料
富锂锰基材料是一种具有很高应用价值的材料,它在电池领域有着广泛的应用。

富锂锰基材料是指以锂和锰为主要原料的材料,它具有很高的能量密度和循环寿命,因此在锂离子电池中得到了广泛的应用。

富锂锰基材料的优点之一是其能量密度高。

锂离子电池是一种高能量密度的电池,而富锂锰基材料正是锂离子电池的主要材料之一。

富锂锰基材料具有很高的比容量和比能量,可以在相对较小的体积内存储更多的电能,因此被广泛应用于移动电源、电动车、储能系统等领域。

此外,富锂锰基材料还具有很好的循环寿命。

在电池的充放电循环过程中,材
料的循环寿命是一个非常重要的指标。

富锂锰基材料具有较高的循环寿命,可以在长期使用过程中保持较高的电池容量和性能稳定性,这使得电池的使用寿命得到了有效延长。

除此之外,富锂锰基材料还具有较高的安全性。

在电池的使用过程中,安全性
是一个至关重要的指标。

富锂锰基材料具有较高的热稳定性和化学稳定性,可以有效降低电池在高温、过充、过放等异常工况下的安全风险,保障了电池的安全可靠性。

总的来说,富锂锰基材料作为一种高能量密度、高循环寿命、高安全性的材料,具有很高的应用价值。

随着电动车、储能系统等领域的快速发展,富锂锰基材料的需求量也在不断增加。

因此,研究和开发富锂锰基材料的技术,将对推动新能源产业的发展和提升电池产品的性能起到重要的作用。

希望未来能够有更多的科研机构和企业投入到富锂锰基材料的研发中,为新能源产业的发展贡献自己的力量。

富锂锰基正极材料

富锂锰基正极材料

富锂锰基正极材料
富锂锰基正极材料是一类重要的电池材料,广泛应用于锂离子电池中。

它具有
高比容量、高循环稳定性和良好的安全性能,因此备受关注。

本文将从其结构特点、制备方法、性能表现以及应用前景等方面进行介绍。

首先,富锂锰基正极材料的结构特点。

富锂锰基正极材料通常由锂、镍、钴、
锰等多种金属元素组成,其晶体结构为锂离子层状结构。

这种结构使得材料具有较高的锂离子嵌入和脱嵌能力,从而实现高比容量和高循环稳定性。

其次,制备方法。

目前,常见的制备方法包括固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀
法等。

这些方法能够控制材料的晶体结构和粒径大小,从而调控其电化学性能。

此外,通过表面修饰和掺杂等手段,还可以进一步提升材料的电化学性能。

然后,性能表现。

富锂锰基正极材料具有较高的比容量和较高的循环稳定性,
能够满足电动汽车、储能系统等领域的需求。

同时,其安全性能也得到了不断改进,大大降低了电池的安全风险。

最后,应用前景。

随着新能源汽车、可再生能源等领域的快速发展,富锂锰基
正极材料的需求量将会不断增加。

因此,提高其制备工艺、改进其电化学性能以及降低成本,将是未来的研究重点。

同时,富锂锰基正极材料也有望在其他领域得到应用,如储能系统、航空航天等。

综上所述,富锂锰基正极材料具有重要的应用前景,但仍面临着一些挑战。


过不断的研究和创新,相信其性能将会得到进一步提升,为新能源领域的发展做出更大的贡献。

富锂锰基正极材料的制备方法

富锂锰基正极材料的制备方法

富锂锰基正极材料的制备方法好嘞,咱们今天就来聊聊富锂锰基正极材料的制备方法。

这听起来有点高大上,对吧?别担心,咱们慢慢来,把复杂的东西变得简单易懂,轻松有趣。

富锂锰基材料就像是电池里的“超级英雄”,它能让电池充电更快、放电更持久,真是电池界的万众瞩目啊。

咱们得知道富锂锰基正极材料的基本成分。

就是锂、锰,还有一些其他的小伙伴们,比如镍和铝。

想象一下,这就像是一场聚会,锂是那种活泼的家伙,锰则是稳重的老好人,镍和铝就负责搞气氛,大家一起合作,才能让电池性能爆棚。

说到这里,可能有的小伙伴就想,哎,怎样把他们调配在一起呢?首先是准备材料,咱们得找一些高纯度的锂源,比如锂碳酸盐或者锂氢氧化物,接着就是锰源,通常用的是锰氧化物,之后再找一些镍和铝的化合物。

这就像是做菜,选好材料是关键。

然后,把这些材料按照一定的比例混合在一起,嘿,这可不能随便,得好好计算,不然味道就变了。

混合完之后,咱们需要进行高温煅烧。

这个步骤可不能马虎,得把混合物放进高温炉里,温度大概在800到1000度之间,煅烧几个小时。

想象一下,材料在炉子里翻滚,像是接受着一次“洗礼”,经过高温的“锤炼”,它们的结构会发生变化,变得更稳定。

你看,这个过程就像是把食材放进锅里,慢慢炖煮,最后煮成香喷喷的美味。

等材料冷却下来,就到了下一个重要步骤:水洗和干燥。

这个步骤就像是给材料洗个澡,把杂质冲洗干净,干净利落。

水洗完之后,再把它们放到烘箱里,低温干燥,确保水分完全蒸发。

嘿,干燥的过程也不能太急,慢慢来,等到它们变得干干净净,这时候才算完成了大功告成。

这时候,你可能会问,这些材料准备好之后,怎么才能确保它们的性能呢?嘿,这就要进行一系列的测试啦。

比如说电化学测试,看看它们的充放电性能、循环稳定性等等。

这就像是在检验一位超级英雄的能力,得确保它们在战斗中不会掉链子。

当所有的测试都通过了,咱们就可以把这些富锂锰基正极材料应用到电池中,嘿,电池也就可以发挥它们的“超能力”,为电动车、手机等提供源源不断的能量。

富锂锰基材料简介

富锂锰基材料简介

富锂锰基材料简介富锂锰基材料是一种新型的锂离子电池正极材料,具有优异的电化学性能和较高的能量密度。

它由锂离子和锰离子组成的复合材料,在电池中起到储存和释放锂离子的重要作用。

富锂锰基材料的主要成分是锰氧化物,其中锰离子具有多种氧化态,可以在充放电过程中反复转变,从而实现锂离子的储存和释放。

与传统的钴酸锂材料相比,富锂锰基材料具有较高的储锂容量和较低的成本,因此被广泛应用于锂离子电池领域。

富锂锰基材料具有许多优点。

首先,它具有较高的比容量,即单位质量材料可以储存更多的锂离子。

这意味着电池可以以相同体积和重量实现更高的能量密度,从而延长电池的使用时间。

其次,富锂锰基材料具有较好的循环稳定性,即在多次充放电循环中能够保持较高的电化学性能,不易发生容量衰减。

这使得电池具有更长的寿命和更稳定的性能。

此外,富锂锰基材料还具有较低的价格和丰富的储存资源,使得其在电池市场上具有较大的竞争优势。

然而,富锂锰基材料也存在一些问题。

首先,由于锰离子具有多种氧化态,容易发生氧化还原反应,导致电池内部产生较大的电阻,并且在高温和高电流密度下容易发生热失控现象。

此外,富锂锰基材料的循环寿命相对较短,容易发生容量衰减,限制了其在某些高端应用领域的使用。

为了克服这些问题,研究人员一直在不断改进富锂锰基材料的性能。

他们通过控制材料的晶体结构和表面形貌,优化材料的电导率和离子扩散性能,以提高电池的性能稳定性和循环寿命。

此外,他们还开发了一些复合材料和涂层技术,用于改善富锂锰基材料的热稳定性和安全性能。

在未来,富锂锰基材料有望在电动汽车、储能系统和便携式电子设备等领域得到更广泛的应用。

随着科学技术的不断进步,富锂锰基材料的性能将进一步提高,其在电池领域的地位将逐渐巩固。

相信通过持续的研究和创新,富锂锰基材料将成为未来锂离子电池的重要发展方向之一,为人们的生活带来更多便利和可能性。

富锂锰基材料的合成

富锂锰基材料的合成

富锂锰基材料的合成一、引言富锂锰基材料(Li-rich manganese-based materials)因其高能量密度、环境友好性等优点,成为近年来研究热点。

在众多富锂锰基材料中,LiMn1-x-yO2(0≤x≤0.4,0≤y≤0.4)因其优良的电化学性能而备受关注。

本文将对富锂锰基材料的合成方法及其性能进行综述,以期为相关领域的研究提供参考。

二、富锂锰基材料的研究背景随着能源危机和环境污染问题日益严重,人们对可再生能源和绿色出行的需求越来越迫切。

锂离子电池作为目前最为成熟的新能源储能设备,已在便携式电子产品、电动汽车等领域得到广泛应用。

然而,锂离子电池在能量密度、循环寿命等方面仍存在一定局限。

富锂锰基材料因其高能量密度(>250Wh/kg)和高比容量(>300mAh/g)而成为锂离子电池正极材料的研究热点。

三、富锂锰基材料的合成方法1.固相反应法固相反应法是制备富锂锰基材料的一种常用方法。

该方法将锰源、锂源和其它辅助材料混合均匀,高温煅烧得到目标产物。

固相反应法操作简单、成本较低,但合成过程中易出现团聚、粒径分布不均等问题。

2.湿化学法湿化学法又称溶胶-凝胶法,是通过水解、沉淀等过程得到富锂锰基材料。

该方法具有反应条件温和、粒子尺寸可控等优点,但成本较高、操作复杂。

3.熔融法熔融法是将锰源、锂源和其它辅助材料在高温下熔融,冷却后得到富锂锰基材料。

熔融法具有制备过程简单、成本较低的优点,但存在熔融过程中成分挥发、产物纯度较低等问题。

四、合成过程中的影响因素1.原料配比原料配比对富锂锰基材料的合成有很大影响。

合适的锂锰原子比可以提高材料的电化学性能,但过高的锂含量可能导致材料结构不稳定。

2.反应温度反应温度对富锂锰基材料的合成及性能具有显著影响。

一般来说,反应温度越高,合成时间越短,但过高的温度可能导致产物分解、结构改变等问题。

3.反应时间反应时间直接影响富锂锰基材料的粒径和形貌。

富锂锰基产气成分

富锂锰基产气成分

富锂锰基产气成分全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:富锂锰基产气成分是指以富锂锰锂矿为主要原料进行气化反应得到的产气,其中含有丰富的可燃气体成分。

富锂锰锂矿是一种含有锂、锰等金属元素的矿石,具有较高的锂和锰含量,是锂电池等新能源产业的重要原料之一。

通过气化反应,可以将富锂锰锂矿中的有机物质转化为可燃气体,从而实现资源利用和能源转化的双重目的。

富锂锰基产气的成分主要包括一氧化碳、二氧化碳、氢气等多种气体。

一氧化碳是一种有毒气体,但也是一种重要的工业原料,可以用于合成燃料、化工产品等。

二氧化碳是温室气体之一,但也是一种重要的食品级气体,用于饮料碳酸化、食品保鲜等领域。

氢气是一种清洁能源,可以用于燃料电池发电、氢化反应等,是未来能源领域的重要研究方向。

在富锂锰基产气中,一氧化碳和氢气占比较高,这使得这种气体具有较高的燃烧能力和能量密度,适合用于直接燃烧发电、氢化反应等。

二氧化碳含量也相对较高,可以循环利用或者进行碳捕集,减少对环境的影响。

富锂锰基产气具有很高的综合利用价值,可以应用于多个领域,推动清洁能源技术的发展。

在实际应用中,富锂锰基产气可以被用作燃料,替代传统的煤炭、石油等化石能源,减少对环境的破坏。

由于产气中含有大量的一氧化碳和氢气,还可以用于合成燃料、化工产品等,实现资源的高效利用。

富锂锰基产气中的二氧化碳可以被捕集和封存,减少大气中温室气体的排放,缓解气候变化。

富锂锰基产气成分丰富,具有很高的综合利用价值和环保效益,是一种重要的清洁能源资源。

通过科学研究和工程实践,可以进一步提高富锂锰基产气的气化效率和产气质量,推动清洁能源技术的发展,为我国能源结构转型和环境保护作出贡献。

【2000字】第二篇示例:富锂锰基产气成分指的是在富锂锰基正极材料中,通过电解等工艺制备的气体产物。

富锂锰基产气成分主要包括氧气、二氧化碳、氢气、氮气等气体。

这些气体的生成过程复杂,其中包括多种反应和物质转化。

本文将从富锂锰基产气成分的形成机理、技术应用以及未来发展方向等方面进行探讨。

富锂锰基材料的合成

富锂锰基材料的合成

富锂锰基材料的合成富锂锰基材料的合成方法主要有固相法、溶胶-凝胶法和水热法等。

其中,固相法是最常用的合成方法之一、具体步骤如下:首先,将锰盐和锂盐按一定的比例混合,并加入适量的硝酸。

然后,将混合物置于高温炉中,在氧气氛围中进行煅烧。

煅烧过程中,锰盐和锂盐会发生反应生成复杂的锰氧化物。

最后,将产物经过研磨和筛网分离,即可得到富锂锰基材料。

溶胶-凝胶法是另一种常用的合成方法。

该方法主要包括溶胶制备、凝胶形成和热处理三个步骤。

首先,将锰和锂的盐溶解在适量的溶剂中,并加入适量的络合剂。

然后,通过搅拌和加热,使溶液中形成稳定的溶胶。

接着,将溶胶转化为凝胶,即溶胶中的颗粒形成三维网络结构。

最后,将凝胶进行热处理,使其形成微观结构均匀的富锂锰基材料。

水热法是一种简单且低成本的合成方法。

具体步骤如下:首先,将锰盐和锂盐溶解在适量的水溶液中,并调整溶液的pH值。

然后,将溶液放入高压容器中,在高温高压的条件下进行反应。

通过控制温度和反应时间,可以获得不同形貌和组成的富锂锰基材料。

富锂锰基材料在锂离子电池中具有良好的电化学性能和稳定性。

其在正极材料中的应用已取得了显著的进展。

例如,富锂锰基材料可以用于制备锰酸锂、锰硅酸锂和锰磷酸锂等正极材料。

这些正极材料具有高电能密度、长循环寿命和优异的安全性能。

总之,富锂锰基材料的合成是锂离子电池研究中的关键步骤之一、通过选择不同的合成方法和优化合成条件,可以获得具有良好电化学性能的富锂锰基材料。

这些材料在锂离子电池中的应用有着广阔的前景,将为提高电池性能和推动新能源领域的发展做出重要贡献。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

10
研究进展-包覆



包覆在富锂锰基固溶体材料表面的过渡金属化合物本身是电化学惰性物质, 能够 有效减少活性物质与电解液的反应, 抑制首次充电结束时氧空位的消失. 同时, 部 分过渡金属离子在退火处理过程中还会进入母体材料的晶格, 起到稳定结构的 作用, 从而可以提高循环过程中材料的稳定性。 Myung等通过不同氧化物Al2O3、Nb2O5、Ta2O5、ZrO2 和ZnO 对 Li[Li0.05Ni0.4Co0.15Mn0.4]O2进行表面包覆, 研究结果表明: Al2O3对正极材料包覆 的性能最好, 在3.3~4.3V、30mA/g充放电条件下, 放电容量达到175 mAh/g。并且 通过ToF-SIMS研究说明通过对材料表面的包覆可以有效地抑制电化学过程中产 生的HF 对材料的腐蚀. 为了降低首次充放电过程中的不可逆容量,研究人员用 Al2O3、Al(OH)3、AlPO4和TiO2、V2O5、LiNiPO4等化合物。2009年, Thackeray 课题组采用Li-Ni-PO4, 对0.5Li2MnO3· 0.5LiNi0.44Co0.25Mn0.31O2进行 表面包覆, 获得的材料在1 C 的放电容量可达到200 mAh/g, 相比未包覆材料(约 170 mAh/g)有大幅提高. Wang 等人通过2%AlPO4+3%Al2O3, 对 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2 进行了双层包覆, 获得的材料在低倍率下的容量高达 295 mAh/g, 首次不可逆容量只有26 mAh/g, 在2 C 时的容量可达到215 mAh/g. 2011年, Zhao 等人研究发现, 在Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2 的表面包覆4% MnO层所获 得的材料, 在1 C 和2 C 倍率下, 循环50 次后仍有211 和210mAh/g 的容量.
富锂锰基固溶体正极材料简介


富锂锰基固溶体正极材料用xLi[Li1/3Mn2/3]O2· (1–x)LiMO2来表达, 其中M为过渡金属(Mn、Ni、 Co、 Ni-Mn等)。部分研究者认为它由 Li2MnO3和LiMO2两种层状材料的固溶体, 分子式也可写为 Li[Lix/3Mn2x/3-M(1–x)]O2。通过优化后在2.0V-4.8V的放电比容量可 超过300mAh/g,能量密度达到900Wh/kg。 目前综合考虑性能和成本, M为Ni-Mn和Ni-Mn-Co较为理想。最近几 年,鉴于钴价格高和环境污染,Li-Ni-Mn-O系受到更多关注,有 Li[NixLi1/3-2x/3Mn2/3-x/3]O2和Li[NixLi1/3-x/3Mn2/3-2x/3]O2两种结构式。
1
背景综述
2005年,美国A123公司和Valence公司在我国设厂生产LiFePO4动力 电池,几年后我国自主研发磷酸铁锂材料也达到了产业化水平;然而, 日本、韩国却把锰酸锂电池成功的应用到了电动汽车上,并且正逐步取 代镍氢电池,成为主流动力电池。在磷酸铁锂的诞生地美国,通用电动 汽车Volt选择了韩国LG北美子公司的锰系动力电池,磷酸铁锂的龙头老 大A123公司却意外落选,近期又传出美国第二大汽车公司福特汽车也在 考虑选择LG的锰系电池,也就是说代表磷酸铁锂先进水平的A123公司和 Valence公司的磷酸铁锂电池双双被排斥在美国主流汽车厂商电动车应用 之外。 有关资料对全球主要的大型动力锂电企业及其合作的整车厂商统计, “三元材料+锰酸锂”是目前汽车动力锂离子电池的主流技术路线,单独 走磷酸铁锂路线的只有美国的A123和中国的BYD。从技术路线上看,日 韩企业基本以三元材料+锰酸锂为主,美国的三家企业中,Johnson Controls-Saft 和EndDel也是三元材料+锰酸锂,磷酸铁锂路线的只有 A123一家。 实际上,国内也有越来越多的人认识到磷酸铁锂的性能缺陷很难解 决,主要集中在;磷酸铁锂产品一致性、低温性能、高倍率放电性能上, 还有能量密度低、电池制作成本等问题。
7
放电机理解释


Wu 等将富锂正极材料首次充电到4.5 V 以上时, Li2O 脱出,但是在 放电过程只有部分Li+嵌入到材料中, 因为充电过程中Li2O 从电极 材料中脱出后, 大量的金属离子从表面迁移至体相中占据Li+和O2− 留下的空位, 导致晶格中空位的消失, 而放电过程中Li+不能嵌入到 晶格中去, 从而导致较大的首次不可逆容量损失。 Armstrong 等通过实验手段采用DEMS 证明了Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2 材料在电压为4.5V下, 晶格O2-伴随着Li+以“Li2O”的形式从电极材 料中脱出, 同时为了电荷平衡, 表面的过渡金属离子从表面迁移到 体相中占据锂离子脱出留下的空位。从而导致脱出的Li+不能全部 回嵌至富锂材料的体相晶格中而导致首次不可逆容量损失。
5
富锂锰基固溶体正极材料相图
6
发展现状


1999年,Johnson 等人首先用Li2MnO3 来稳定LiMnO2, Ammundsen 等人用Li2MnO3 来稳定LiCrO2, 制备获得的Li[Li0.2Mn0.4Cr0.4]O2 在 2.5~4.5 V范围内, 55℃下可稳定释放出约200 mAh/g 的比容量。 Johnson等将xLi2MnO3· (1–x)LiMO2首次充电分为两步, 第一步, 当电 压小于4.5 V 时, 随着Li+的脱出, 过渡金属离子发生氧化还原反应: xLi2MnO3· (1–x)LiMO2 xLi2MnO3· (1–x)MO2+(1–x)Li 第二步, 当电压高于4.5 V 时, 锂层和过渡金属层共同脱Li+, 同时锂层 两侧的氧也一起脱出, 脱出了Li2O, 其反应式可表示为: xLi2MnO3· (1–x)LiMO2 xLiMnO3· (1–x)MO2+ x Li2O
8
锂离子电池正极材料的要求
比能量高 比功率大 自放电少 价格低廉
•能量越高,电动车 续航里程越远 •功率越高,电动车 加速、爬坡性能越 好 •电动车的安全性的 决定因素 •循环性越好,电动 车寿命越长
使用寿命长
安全性好
9
存在问题


富锂正极材料xLi2MnO3·(1−x)LiMO2在充放电过程中 表现出较好的循环稳定性和较高的充放电容量,但其实 际应用仍存在几个问题:首次循环不可逆容量高达 40~100Ah/g; 倍率性能差, 1C容量在200mAh/g以下; 高 充电电压引起电解液分解, 使得循环性能不够理想。 为了提高富锂正极材料的电化学性能, 寻找宽松的合成 条件, 解决锂离子电池的安全性问题,目前主要在材料 制备上进行改善。一般通过表面修饰、体相掺杂和颗 粒纳米化来提高其电化学性能。
2
创 办 人 之 一 蒋 业 明
A123执行长向布什总统介绍磷酸锂铁电池的电动车

A123 Systems于2001年在麻 省理工学院(MIT)成立,3 位创办人之一是MIT的材 料科学与工程学华人教授 Yet-Ming Chiang(蒋业明), 1位是MIT的商业研究顾问 的Ric Fulop,另1位则是担 任技术长的康乃尔大学材 料科学博士Bart Riley。 3
目录
背景综述 发展现状 存在问题 研究进展 总结展望

背景综述




能源短缺和环境污染是当今世界各国面临迫切解决的问题之一。据有关 专家统计,汽车排放的尾气占据了大气污染的30%-60%,另一方面,人 类所依赖这些不可再生石化资源将会日趋枯竭,而且很难被循环使用。 电动汽车具有节能、环保和安全等优点,不仅是解决能源紧缺和环境污 染的主要措施之一,而且将成为新型交通工具发展的必然趋势。目前, 我国已将新能源汽车列为我国七大战略性新兴产业技术之一。 在混合动力汽车和纯电动汽车中,动力电池是电动汽车的核心部件。动 力电池主要有铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池,与铅酸电池和镍氢电 池相比,锂离子电池有着比容量高、能量密度高(300 Wh/kg)循环次 数多、无环境污染等优点,是未来电动汽车使用的主要动力电池。 锂离子电池不仅主要给交通工具提供储能装置,例如纯电动汽车、混合 动力电动汽车和插电式电动汽车,而且作为便携电子产品能源供给的装 置。当然,也作为其他能源(风能和太阳能等)的有效连续供电装置。 因此,发展一种环保、安全可靠、可重复使用的大比容量锂离子电池显 得十分重要。
11
表面改性


Denis 等人首次报道, 将锰基固溶体材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2用 (NH4)2SO4溶液进行表面处理, 脱出部分锂, 使得表面的层状结构转变 为尖晶石结构, 由于尖晶石材料具有锂离子的三维扩散通道, 可提高材 料的倍率性能, 获得的最佳材料在1.2 C 放电倍率下可达到230 mAh/g 的容量。 Abouimrane等利用低温热处理法对材料Li1.12Mn0.55Ni0.145Co0.1O2 进行 热还原:在材料置于管式炉中,在含有3.5%H2 的He氛围内250℃处理3h, 电化学测试表明材料在0.8C和1.6C 电流下放电比容量分别达到231和 196mA· h/g,倍率性能得到提升,通过X射线光电子能谱分析得知一部 分Mn4+被还原成Mn3+。
13
14
纳米化


富锂材料的粒径较大,Li+在脱嵌过程中的扩散路径较长, 倍率性能较差;当富 锂材料颗粒达到纳米级时, 活性材料与电解液充分接触, 并且较小的颗粒大 大缩短了Li+的扩散路径, 因此电极材料颗粒的纳米化极大地提高了材料的 倍率性能.电极材料颗粒的纳米化主要是通过水热法、聚合体高温分解法和 离子交换法等合成。 韩国Kim等通过离子交换方法合成了纳米片状的Li0.93[Li0.21Co0.28Mn0.51]O2, 在0.1C 下, 首次放电容量为258 mAh/g, 经30 次循环后容量保持率为95%, 在 高倍率4C(1000 mA/g)下, 其容量保持在220 mAh/g 左右, 后来,通过水热法 合成纳米线状的Li[Ni0.25Li0.15Mn0.6]O2 材料, 在高倍率0.3C 下, 首次放电容量 达到311 mAh/g。
相关文档
最新文档