锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究概况

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美国航空航天局开发应用于高能密度锂离子电池的纳米材料

美国航空航天局开发应用于高能密度锂离子电池的纳米材料

这 是斯 坦 福 大 学 一 个 材 料 科 学
家制造 的 , 薄膜 碳 纳米 管涂在 另一 张
表 层含 有金 属 的锂 化合 物纳 米管 。 这
些很薄的双层 薄膜放在普通 纸张的两
面 , 张既是 电池 的支撑 结构 , 纸 同时也
提供 给终端用户 。
将 实现商业化 的负极材料 具有高 的能力 , 将超 过 2 0 5 mAh g, 转换为能量 / 可 密度超 过 10 W h 0 0 /kg 这将 比锂钴 氧化物 的能量密度提 高 2 。 个档次 。 国 际新 能 (
三菱 化 学 公 司 于 2 1 g 月 1 0 o 9 0日宣 布 , 将使 应 用 于 可 充 电 的锂 离 子 阳极 材料 产 能至 2 1 年 5 0 1 月提 高 1 0 从 目前 年产量 3 0 t 3 %, 0 0 提高 至 7 0 t该 公 司现 0 0。 在香 川 县生 产厂 年生产 3 o tH 材料 , o o F极 已计 划使 年产量 提 高至 2 l 年 1 月 的 00 2 5 0 t 到 2 1 年 5 再提 高 2 0 t 这一 增 产 举动 在 于满 是 电动 汽车 的 混合 动 00 。 0 1 月 00。
源 网)
起 到分离 电极 的作用 。 作为 电极 , 锂 而
碳 纳米管层则 是 电流集合管 。 这样 的 结果 是 , 电池仅 有 30 0 gm 厚 灵 活 而超轻 薄 , 而且 节 能效果 比其
它 电池更 好。 不是一次性 的 电池 , 这 已
三菱化学公 司将提 高锂 离子 阳极材料产能 10 3 %
办的 “ 5 届 电池讨论 会” 发布 。技术在 线 ) 第 1 上产 品的重 要 而烦 人 的部件 。 尤其是 大而 且重 的

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制备及改性研究进展

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制备及改性研究进展

第29卷 第3期Vo l 29 No 3材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of M aterials Science &Engineering 总第131期Jun.2011文章编号:1673 2812(2011)03 0468 04锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制备及改性研究进展俞琛捷1,莫祥银1,康彩荣2,倪 聪2,丁 毅2(1.南京师范大学分析测试中心&江苏省生物功能材料重点实验室,江苏南京 210046;2.南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009)摘 要 橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO 4)由于安全性能好、循环寿命长、原材料来源广泛、无环境污染等优点被公认为是最具发展潜力的锂离子动力与储能电池正极材料。

综述了近年来磷酸铁锂正极材料在制备和改性方面的最新进展。

在此基础上,提出了磷酸铁锂正极材料未来的主要研究和发展方向。

关键词 锂离子电池;正极材料;磷酸铁锂;制备;改性中图分类号:T B34 文献标识码:AProgress in Synthesis and Modification of LiFePO 4Cathode Material forLithium Ion Rechargeable BatteriesYU C hen jie 1,MO Xiang yin 1,KANG Cai rong 2,NI C ong 2,DING Yi 2(1.Nanjing Normal University,Analysis and Testing Center &Jiangsu Key Laboratory of Biof unctional Materials,Nanjing 210046,China;2.College of Materials Science and Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China)Abstract Olivine lithium iron phosphate (LiFePO 4)is universally r ecognized as a pro mising catho de material for lithium ion recharg eable batteries for electr ic v ehicles due to hig h safety required to traction batteries,long lifespan,plentiful resources,and env ir onm ental friendliness.A systematical r eview of r ecent synthesis and modification research of LiFePO 4cathode material for lithium io n r echarg eable batter ies w as presented.On the basis,main research and developing trends regarding LiFePO 4cathode mater ial w ere pro posed.Key words lithium io n rechargeable batter ies;cathode m aterial;lithium iro n phosphate;synthesis;modification收稿日期:2009 09 02;修订日期:2010 07 19基金项目:国家 973 资助项目(6134501ZT01 004 02);王宽诚德国学术交流研究基金资助项目(K.C.W ong Fellows hip DAAD Section 423 C hina,M ong olia)作者简介:俞琛捷,女,硕士,助理研究员,主要从事材料化学等研究。

磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合材料制备方法研究

磷酸亚铁锂-磷酸钒锂复合材料制备方法研究

( h s h r s o reE pott nCe tr f h ii r f d ct n S h o f e cl n ie r g P op o u uc x li i ne eM ns yo u ai , c o l mia E gn ei , S ao ot t E o o Ch n
eeto h mia rp ris o h rp e tr l wee ts d t ds h g a a i s moe ta 0 lcr c e c lp o et fte p e a d maei s r et ,i ic a e c p c i e r a e s r y t r h n 1 9
随着研究工作 的深入当前 LF P 的实际容量 已经达到 10 mA. g ie O 6 h ~,但毕竟理 论容量仅有 10 . 7
mA・.~,发展 空间较小进一步影响其 总能量:L3 (o )具有 2 0m hg h g i p4 V2 3 0 A..一左右 的较 高比容量 ,但是
收稿 日期:2 1.90 :修 订 日期 :2 1-1 5 000 .7 0 1O. 。 O 基金项 目: 国家科 技支 撑计划 (0 7 AQ 15 ) 国家 自然 ̄ 20 B 0 05:
第2 6卷第 3期 2 1 年 6 月 02








NO 3 、0 . . ,1 26
J u a f e c l gie rn fChieeUnv ri e o r lo Ch mia n En n eigo n s iest s i
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文 章 编号 : 10 -0 52 1)30 3 -5 0 39 1(0 20 -5 I0

钒基正极材料优缺点

钒基正极材料优缺点

钒基正极材料优缺点
钒基正极材料是目前研究比较活跃的一种正极材料,在新能源汽车和
储能系统等领域有着广泛应用。

它的主要组成元素是钒、氧、钙、镁等,有着一定的优点和缺点。

一、优点:
1、高能量密度:钒基正极材料的比能量为200Wh/kg,是铁锂、三元、磷酸铁锂等其他常见材料的两倍以上,可以大大提升电池的续航能力。

2、高温稳定性:在高温环境下钒基正极材料的性能比其他材料更为稳定,可以保证电池组件的长时间有效运行。

3、低成本:钒基正极材料的原材料相对便宜,生产成本更低,有望成为一种相对廉价的选择。

二、缺点:
1、循环寿命相对较低:目前钒基正极材料的循环寿命较短,可能影响电池组件的使用寿命。

2、自放电量较高:在长时间储存过程中自放电量较高,可能降低电池组件的使用效率。

3、工艺制备难度较高:目前钒基正极材料的合成方法还不是很成熟,制备过程较为复杂,需要更高的工艺技术。

综上所述,虽然钒基正极材料有一定的优点,但目前仍存在较多的问题和挑战,需要进一步研究和改进。

钒酸锂材料在二次电池中的应用及性能评估

钒酸锂材料在二次电池中的应用及性能评估

钒酸锂材料在二次电池中的应用及性能评估二次电池作为一种能够储存电能并且可循环使用的设备,已经成为现代社会中不可或缺的能源储存设备之一。

随着科技的进步,人们对二次电池的性能要求也越来越高,以满足日常生活和工业生产的需求。

而钒酸锂作为一种常见的正极材料,其在二次电池中的应用越来越受到重视。

钒酸锂(LiV3O8)由锂、氧和钒元素组成,具有很高的比容量和较好的放电平台。

与其他常用的正极材料相比,钒酸锂的比容量更高,可达到300mAh/g左右。

这意味着相同大小的二次电池使用钒酸锂材料,可以储存更多的电能。

这使得钒酸锂材料在大容量、高能量密度应用领域具有较高的潜力。

除了较高的比容量,钒酸锂材料在二次电池中的应用还得益于其较低的自放电率。

自放电率是指在不使用的情况下,二次电池保持充电状态的能力。

较低的自放电率意味着钒酸锂材料制成的二次电池可以更长时间地保持充电状态,减少了能量的浪费,提高了使用效率。

然而,钒酸锂材料在二次电池中也存在一些问题需要解决。

首先,钒酸锂的价格相对较高,而且在制备过程中存在一定的技术要求,增加了生产成本。

其次,钒酸锂材料的晶体结构较为复杂,这会影响其离子扩散速度,从而限制了其快速充放电性能。

此外,钒酸锂材料的电导率较低,导致电池的内阻较高,限制了其输出功率。

为了解决这些问题,科学家们对钒酸锂材料进行了大量的研究和改进。

一种常见的方法是通过合成技术改善钒酸锂材料的晶体结构,提高其离子扩散速度。

例如,采用溶胶凝胶法和固相反应法可以制备出晶体结构较为均匀的钒酸锂材料,提高了其循环稳定性和快速充放电性能。

此外,添加导电剂如碳纳米管和金属氧化物纳米颗粒,可以显著提高钒酸锂材料的导电性能,降低电池的内阻,从而提高输出功率。

此外,科学家们还开展了大量研究,以降低钒酸锂的制备成本。

他们尝试使用廉价的前驱体、采用新的合成方法和改进工艺,以降低钒酸锂材料的生产成本。

例如,采用溶剂热法和湿化学法制备钒酸锂材料,能够减少生产工艺的复杂性和成本。

锂离子电池正极材料概述

锂离子电池正极材料概述

锂离子电池正极材料概述锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一,广泛应用于移动电子设备、电动车辆以及储能等领域。

正极材料作为锂离子电池中的关键组成部分,决定了电池的性能特点。

本文将概述锂离子电池的正极材料及其性能要求,以及当前主要应用的几种正极材料。

一、正极材料的性能要求1.高的比容量和能量密度:正极材料的比容量指的是单位质量或单位体积可储存的锂离子数量,在保证较高的功率输出的前提下,具有更高的比容量可以提高锂离子电池的容量。

能量密度则是指单位体积或单位质量所储存的能量,高能量密度能够提供更长的使用时间。

2.较高的电压平台和稳定性:正极材料在充放电过程中需要具备较高的电压平台,以保证电池的稳定性和工作效率。

同时,正极材料还需要具有较好的循环稳定性和热稳定性,以增加电池的使用寿命和安全性。

3.快速的离子传导和电子导通:正极材料需要具备较好的离子传导性能,以促进锂离子在充放电过程中的快速迁移。

同时,正极材料还需要具备良好的电子导通性能,以减小电池内阻和提高电池的功率输出能力。

二、主要应用的正极材料1.氧化物类:氧化物类正极材料具有较高的比容量和较好的安全性能,是目前使用最广泛的正极材料。

其中,钴酸锂(LiCoO2)是最早用于商业锂离子电池的正极材料,具有较高的比容量和电压平台,但价格较高。

锰酸锂(LiMn2O4)具有较高的循环稳定性和安全性,但比容量和电压平台较低。

镍酸锂(LiNiO2)具有较高的比容量,但循环稳定性和热稳定性较差。

此外,还有钛酸锂(Li4Ti5O12)具有较高的循环寿命和热稳定性,但比容量较低。

2.磷酸盐类:磷酸盐类正极材料具有较好的热稳定性和安全性能,能够提供较高的电流输出能力。

磷酸铁锂(LiFePO4)是磷酸盐类正极材料中最常见的一种,具有较高的循环稳定性和安全性,但比容量相对较低。

3.硫化物类:硫化物类正极材料具有较高的比容量和较低的成本,被认为是下一代锂离子电池正极材料的发展方向。

锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的制备及性能研究


维普资讯
1 9 08
无 机 材 料 学 报
2 卷 1
8 0C下 把 含五 价 钒 的 V2 还 原 成含 三 价 钒 的 L3 2P ); 5。 O5 iV ( O43 碳热 还 原法 是 利 用 反 应物 中加
入 的碳 黑 作 还 原 剂 在 8 0 C下 把 五价 钒 还 原 成 三 价 钒 ,合 成 L3 ( O43 5。 i P ). V2
L0H・ 0 、 V2 i H2 O5、 H3 O4和 蔗 糖 ( 2 2 1 通 过 球 磨 均 匀 混 合 ,在 氮 气 保 护 下 于 8 0 C P C1H2Ol) 0。
焙烧 1 h 通 过碳热 还原合成 了 L3 ( O43 用 x射 线衍射和 扫描 电镜 分析对 材料 的结构 和形 6, i P ). V2
shengkuiyinzhoulanliujiequnchenqiyuan低温碳热还原法合成li3v2po43及其电化学性能期刊论文稀有金属材料与工程2008379引证文献7条钒的聚阴离子型锂离子电池材料研究进展期刊论文稀有金属材料与工程20085新型锂离子电池正极材料livopo4的制备与表征期刊论文无机化学学报20082掺杂磷酸钒锂材料的合成及改性研究期刊论文材料导报201320合成草酸亚铁实验条件的考察期刊论文化工科技200845
极 材 料 ,发 现 该类 材 料 具 有 晶体 框 架结构 稳 定 ,充放 电 电压 平 台 灵 活 可控 等 突 出优 点 ,极 有
可 能 被 推 动成 为 新 一 代 锂 离 子 电池 正 极 材 料 【.目前 聚 阴离 子 型 锂 离 子 电池 正极 材 料 中只 1 ]
有 橄 榄 石 结 构 的 LF P 4得 到 了 全 面 的研 究 ,逐 步 走 向商 业 化 ,其 他 类 型 的 材 料 仅 处 于 合 ie O

锂离子电池三元正极材料研究现状

锂离子电池三元正极材料研究现状摘要:如今,我国在新能源汽车领域的研究不断深入,目前已经取得一定研究成果。

对于新能源汽车来说,锂离子电池是非常重要的组成部分,其对新能源汽车的发展起到了决定性作用。

为提升锂离子电池性能,国内外都在对其材料进行研究探索。

本文就锂离子电池三元正极材料的发展现状进行了分析,并阐述了三元正极材料的未来发展方向,以期为锂离子电池三元正极材料的发展提供相关参考。

关键词:锂离子电池;三元正极材料;新能源引言能源是人类赖以生存的前提基础,如今全球能源都在不断减少,人们在发展过程中也逐渐意识到了节约能源的重要性,能源危机意识在不断提高。

如果想要实现可持续性的发展,则需对现有的生产方式和生活方式进行优化,减少对于能源的依赖度,通过节约能源的方式来推进社会的发展及进步。

如今人们的生活水平在不断提高,与环境间的矛盾问题也越发突出。

人们在发展过程中致力于实现与环境的和谐发展,因此十分注重对新能源领域的研究。

锂离子电池作为推进新能源汽车发展的重要因素,一直以来都备受人们关注。

1、三元正极材料的现状分析我国对三元正极材料的研究时间并不长,从2016年起,才正式对该领域有深入的研究。

根据相关调查研究显示,发展到2018年的时候,锂离子三元正极材料的生产量相较往年增长了15%,由此可见,2018年是三元正极材料发展的迅猛期。

研究生产三元正极材料的企业也逐渐走向正规,无论是发展规模还是生产模式都逐渐规范成熟。

2019年,我国提出了关于推广新能源汽车的相关财政补贴通告,通告中明确表示,补贴标准会进行减少,在补贴减少的情况下,企业在发展过程中的获利就会减少,企业的研究及生产成本会不断增加。

在该种背景下,以三元正极材料制定的锂离子电池被应用在新能源汽车生产的比例降低了40%,虽然新能源汽车的产量有所下降,但是汽车的销量却逐渐攀升。

之所以会出现该种发展情况,是因为人们的环保意识在不断提高,新能源汽车以其自身具备的多方面优势受到了人们的喜爱,由此可见,新能源汽车具有良好的发展前景。

新型锂离子电池正极材料Li3 V2 (P04)3的研究进展

党洁欣 , 杨震 宇 , 张荣斌 , 古宁宇
( 南 昌大学理学院化学 系, 江西 南昌 3 3 0 0 3 1 )
摘要 : L i V , ( P O ) 是 当今 较 新 型 的锂 离子 电池 正 极 材 料 之 一 , 其 显 著 优 点 之 一 是 在 大容 量 动 力锂 离子 电 池
f o r l i t h i u m— i o n b a t t e ie r s , i t h a s a s i g n i f i c a n t p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n, e s p e c i a l l y i n t h e r e s e a r c h a n d d e — v e l o p me n t o f t h e l a r g e c a p a c i t y p o we r l i t h i u m— i o n b a t t e r y . Ac c o r d i n g t o t h e r e s e a r c h, l i t h i u m v a n a di —
第3 1 卷
第 2期

西


Vo I . 3l No. 2
Ap r . 2 01 3
2 0 1 3年 4月
CI ENCE J I AN CXI S
文章编号 : 1 0 0 1 —3 6 7 9 ( 2 0 1 3 ) 0 2—0 1 5 8—1 0
新 型锂 离 子 电池 正 极 材料 L i 3 V 2 ( P O 4 ) 3的 研 究 进 展
( D e p a r t me n t o f C h e m i s t r y , N a n c h a n g U n i v e r s i t y , J i a n g x i N a n c h a n g 3 3 0 0 3 1 P R C)

钒的应用研究综述

3 钒在化工行业(催化剂)的应用化工及相关行业中,钒基催化剂是非常重要的氧化催化剂,其催化机理是基于钒的配位作用。

硫酸工业生产中,V 2O 5是重要的二氧化硫氧化的钒系固体催化剂;通过在活性炭中填充五氧化二钒,可有效提高脱除烟气中的硫氮氧化物;五氧化二钒亦可以用作有机物(如顺酐和苯酐等)氧化反应的催化剂[6];聚合反应是将简单化合物转变为高聚化合物,钒可作为聚合反应催化剂,催化聚合产生无规交替共聚物,也可得到乙烯和丙烯单元均匀分布的乙丙橡胶[7]。

另外,钒系催化剂还用于烷基化反应、氨化反应、氧化脱氢反应及醋酸生产等方面[8]。

目前,工业钒系催化剂中,1/3用于硫酸生产,1/3用于乙丙橡胶合成,其余主要用于顺酐和苯酐生产、选择性催化还原(SCR)氮氧化物等[9]。

用于氨合成方面的钒基催化剂大部分处于实验室研发阶段,中国科学院已开发了一种钒基氨合成与氨分解催化剂[10]。

4 钒在电池方面的应用钒电池(全钒氧化还原液流电池)是一种高效储能和高效输出的装置应用前景广泛,受到了世界各国科研人员的关注和深入研究,并建立了许多商业示范装置。

国际上,加拿大VRB Power Systems 公司于2003年和2001年先后建造200kW/800kW ·h 和250kW/2MW ·h 的全钒液流储能电池系统。

另外,日本住友电工公司与2005年和2012年先后建造4MW/6MW ·h 和1MW/5MW ·h 全钒液流电池储能系统示范项目。

在我国,钒电池研发公司主要包括北京普能、北京金能燃料电池、上海林洋储能、南京国电南瑞和大连融科储能等高科技公司[11]。

另外,中国科学院大连化学物理研究所于2006年成功研发10kW 全钒液流电池系统。

锂离子电池具有储能大和循环次数高等优良特性。

但是,制备锂离子电池的材料技术不成熟,成本高、低温下电池放电效率差等缺点,制约了电池整体性能和真正商业化的发展。

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S u y o ti e o a ho e m a e i l ih u a a i m t d u l fc t d t rasl i m v n du n t
p o p a e f r l h u —o a t r h s h t o i i m i n b te y t
文介 绍了磷酸钒锂 的结构特点和电化学性 能 , 对磷酸钒锂 的制备方 法及改性研 究进展进 行 了综述 , 同时 对该 材料
的发 展 方 向和 前 景 进 行 了展 望 。 关键 词 : 离子 电池 ; 极 材 料 ; 酸 钒 锂 ; 究 进 展 锂 正 磷 研
中 图分 类 号 :Q 4 T 32 文 献 标 识 码 : A
安 全性 较差 , 酸 锂 循 环性 能 和高 温性 能 较 差 。 自 锰
从 19 97年 ,ah 等 发 现磷 酸 铁锂 可 以作 为 锂 离 Pdi
i to uc d i h a e .Re e t p o r se n t e s n h ss n d f ai n o o i v mae il r nr d e n t e p p r c n r g e s s o h y t e i a d mo i c to f p st e i i t ras we e r ve d. i a l t e frh r d v lpme ie to n r s e t ft t ra s e p ce e iwe F n l h u t e e eo y, ntd r ci n a d p o p c so he mae li x e td. i
a p iai n a a aho e p l to s c t d mae a i r c a g a l l h u batr d e o t t a t e lc r c e c l c tr l n e h r e b e i i m te y, u t i at c i ee to h mia i t s r v p o e te s c s lw rc h g p c f n r y, g ic a g o tg n o d c ce sa ii s L — r p ris, u h a o p ie, i h s e i c e e g hih d s h r e v l e a d g o y l tb lt a i i a y
第2 5卷 第 1 期
2 011拄






院学Biblioteka 报 Vo . No. 125 1
2月
J R A OF S AN O G OU N L H D N P L T C N C U I R I Y O Y E H I N VE S T
Fe . b
2 1 0l
文 章 编 号 : 0- 8 (0 10 4 0 - 1 4 202 1)13 90 0 4 0 5
锂 离 子 电池 正 极 材 料 磷 酸 钒 锂 的研 究 概 况
杜 晓永 , 文 , 何 韩姗姗 , 闵丹丹 , 张学广 , 刚 李
( 山东轻工业学 院 材料科学与工程学院 , 山东 济南 20 5 ) 5 3 3
摘 要 : 酸 钒锂 具有 价 格 低 、 磷 比容 量 高 、 电 电压 高 、 环 寿 命 长 等 优 点 , 为 近 年来 研 究 较 多 的 正极 材 料 之 一 。本 放 循 成
i at a o e Src rsad e crce ia poet so iV ( O ) p si ae a w r o b t r ct d . t t e n l t h m cl rp re fL3 2 P 4 3 oiv m t l ee n e y h uu e o i te i r
DU a — o g, e , Xio y n HE W n HAN h n s a MI Da d n, S a — h n, N n— a ZHANG e g a g, IGa g Xu — u n L n
( col f t i c neadE gneigS adn o t hi U i r t,ia 5 33 C ia Sho o e a S i c n n i r ,hn ogP l e nc nv syJ n2 0 5 , h ) Ma r l e e n yc ei n n
Abtat Ltim vn du h sh t L3 2 P 4 3 a b e xe s e tde ea s fi s c :i u aa im p op ae( iV ( O ) )h s e n et i l s i bc ue o t r h nvy u d s
Ke o d :tim— nb t r ;a o ema r lL3 2 P 4 3rsac rges yw r s lhu i at ct d t a;i ( O ) ; erhpors i o e y h e i V e
全球变 暖 , 石燃料 短缺 , 化 城市 污染 等社会 现状 都 要 求 充 分 利 用 可 再 生 资 源 ( 能 、 汐 能 、 阳 风 潮 太 能 ) 最 大程 度 的取代 动力 工具 用 的石 油 j , 。但 是 由于交通 动力 工具 的 电气 化需 要能 随车携 带储 能装 置, 和要 求用 可再生 资源 , 因此 更好 的储能装 置 必须 得到开发 。在 各种 可 用 的储 能 设 备 中, 电池 不 仅 锂 广 泛应用 于便 携式 电子市 场 , 将 成 为下 一 代 电动 也 和 混合 电动交通 工具 的动力 源泉 。 正极 材料是 锂离 子 电池 中最 关键 也是成 本最 高
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