本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池及材料發(fā)展前瞻——第16屆國際鋰電會(huì)議評(píng)述，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

張劍波等: 鋰離子電池及材料發(fā)展前瞻——第16屆國際鋰電會(huì)議評(píng)述

P3-172]、簡單固相法[P3-193, P3-200, P3-208, 過程中電壓降低機(jī)理進(jìn)行了研究. 德國BASF公司

[S2-4]、法國波爾多大學(xué)的Delmas[S3-2]、美國布魯P3-216]、燃燒法[P2-224], 熔融鹽法[P2-35]、溶膠凝

克海文國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的Yang[S9-3]、美國Envia公膠法[P2-237]. 其中共沉淀法制備的材料二次顆粒一

司[S15-1]以及[P1-227, P2-44, P2-212, P2-217, P2-263, 般為球形, 具有較高的振實(shí)密度; 噴霧熱解法、燃燒

P3-221]等多篇論文討論了通過原位XRD, 原位 法以及熔融鹽法制備的材料是均勻的納米顆粒, 具

Raman光譜, GITT, PITT, EIS, HRTEM, TEM-EDX和有較高的放電比容量和優(yōu)異的倍率性能; 固相法簡

XPS等測試方法對(duì)Li(Li,Mn,Co,Ni)O2首次充放電過單易操作且可以選擇不同原材料, 例如: [P3-208]論

文作者以NCM333、LiNO3和Mn(NO3)2為原料高溫程進(jìn)行的詳細(xì)研究. 首次充電過程中經(jīng)過電壓平臺(tái)

后超晶格結(jié)構(gòu)消失, 此時(shí)材料擴(kuò)散系數(shù)急速降低; 在焙燒制備了xLi2MnO3 (1 x)LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.

放電過程中O(2 ) 重新還原為O2 , 并且部分Mn4+還其次, 針對(duì)富鋰錳基材料存在首次充放電效率

低, 倍率性能差以及循環(huán)過程中放電電壓平臺(tái)降低原為Mnx+(x<4). [P2-263]報(bào)道的內(nèi)容指出, 電壓平臺(tái)等問題進(jìn)行了材料的改性. 從所報(bào)道的成果看出, 主的降低與過渡金屬平均氧化態(tài)的降低相一致, 隨著要的改性手段有: 離子摻雜、表面改性、還原氣氛焙循環(huán)的進(jìn)行, 從顆粒表面到內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸向類尖晶燒及控制一次顆粒尺寸. 對(duì)Li(LixM1 x)O2摻雜石轉(zhuǎn)變. [P2-64]論文對(duì)水氣環(huán)境條件下陳化后富鋰

NMC正極材料進(jìn)行了研究, 材料的放電比容量降低Na[P1-130]、F[P2-208], Al、Fe、Zn和Cr[P3-98],

20%~30%, 經(jīng)FTIR分析發(fā)現(xiàn), 陳化后的材料表面出Al [P3-194]以及Fe [P1-184, P3-126, P3-181], 都起到

現(xiàn)Li2CO3. [P3-173]論文中用HRTEM、TEM-EDX、了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、改善倍率和提高循環(huán)穩(wěn)定性的作用. 對(duì)

Li(LixM1 x)O2進(jìn)行表面改性的研究包括, 包覆XPS和XRD分析了Li(Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13)O2和AlF3[S15-1]、TiO2 [P1-200]、Al2O3[P2-32,P2-215, Li(Li0.19Mn0.54Ni0.13Co0.12Ru0.01)O2 長期循環(huán)過程中結(jié)P3-189]、 -LiFeO2 [P2-239]、構(gòu)變化和摻雜的作用. 經(jīng)過深度鋰脫嵌之后, 層狀結(jié)ZnO[P3-189]、AlPO3[P3-

構(gòu)向類尖晶石和混合層狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變, 形成的類尖晶171]、聚苯胺[P3-167]和LiMeF6(Me = Ti, Zn, Al)[P3-113]

石納米微區(qū)可能有利于提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍等, 通過制備核殼結(jié)構(gòu)材料來提高該材料的性能. 另

率性能, 尤其是經(jīng)過Ru摻雜后的樣品. 外, 還可采用HNO3[P3-238]或H2MeF6 [P3-124]對(duì)材

第四, 美國阿貢實(shí)驗(yàn)室K. Amine[S15-1]、美國料進(jìn)行酸洗, 或與導(dǎo)電性石墨簡單球磨[P2-42]. 以上

Envia公司[S15-1], 加拿大3M公司[P3-241], 中國天表面改性的方法提高了材料首次充放電效率、倍率性

津電源研究所[P3-252]研究了高能量富鋰錳基正極材能和循環(huán)性能. 對(duì)0.5Li2MnO3 0.5LiMn5/12Ni5/12Co1/6O2

料與Si-C負(fù)極匹配, 全電池的比能量高達(dá)250~400 材料進(jìn)行真空還原熱處理[P1-164], 或者對(duì)xLi2MnO3

Wh/kg. 雖然富鋰錳基材料的研究在最近幾年取得很(1 x)LiMO2進(jìn)行氮?dú)夂涂諝鉄崽幚韀P1-182], 經(jīng)過熱

大進(jìn)展, 但是該材料仍然有很多問題阻礙了其實(shí)際還原后在材料表面發(fā)生部分Ni3+→Ni2+和Mn4+→

應(yīng)用, 如循環(huán)過程中放電電壓下降嚴(yán)重、倍率性能不Mn3+的過程, 且部分氧從材料表面逸出, 從而改變了

理想、需要匹配新型高電壓電解液[S15-1]和高容量負(fù)材料內(nèi)部原子排布并提高了材料倍率性能. Yamahara

極材料, 以及缺少全電池體系測試和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)積累等人[P3-115]利用LiH, 用化學(xué)還原法制備了氧缺陷

Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2 x, 隨著還原時(shí)間的增長, 4.5 等問題.

受到較多關(guān)注的另一種層狀結(jié)構(gòu)正極材料是三V處電壓平臺(tái)變短, 說明此平臺(tái)與氧的釋放有關(guān). 一

元LiNi1 x yCoxMnyO2. 除少數(shù)有關(guān)LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2次顆粒大小也是影響富鋰錳基氧化物電化學(xué)性能的

重要因素, [P1-85]論文中指出了一次顆粒大小對(duì)制備[P1-173, P2-233]與表面包覆改性[P2-243]的研究0.5Li2MnO3 LiMO2(M = Ni,Co,Mn)的影響, 一次顆粒外, 其他研究主要集中在高鎳材料上, 如LiNi0.5Co0.2- 分別為<100 nm、<300 nm、<1 m時(shí), 隨著一次顆粒Mn0.3O2[P1-168, P2-198, P3-133, P3-210]、LiNi0.6Co0.2- 的減小, 材料首次放電比容量由200 mAh/g提高到300 Mn0.2O2[P1-111, P1-115]、LiNi0.6Co0.15Mn0.25O2[P1-113]、mAh/g, 但是循環(huán)穩(wěn)定性降低. [P2-230]報(bào)道的結(jié)果表明, LiNi0.62Co0.14Mn0.24O2[P1-113]、LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2[P1- 隨著一次顆粒的減小, 材料的電化學(xué)阻抗降低. 133]、LiNi0.75Co0.07Mn0.18O2[P3-131]、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2

第三, 針對(duì)富鋰錳基材料充放電機(jī)理以及循環(huán)[P3-223]. 可以看出, 制備高容量的新型三元材料是

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