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火焰喷雾热解制备锂离子电池三元正极材料研究进展
1
作者 陈国徽 王君雷 +4 位作者 李世龙 李金宇 徐运飞 罗俊潇 王昆 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期971-983,共13页
电化学储能技术的发展与电动汽车的大规模应用可有效降低碳排放;锂离子电池能量密度高,循环寿命长,是锂电储能技术与电动汽车的核心部件,其容量的提升主要受到正极材料的限制;锂离子电池三元正极材料具有污染小、成本低、性能高、容量... 电化学储能技术的发展与电动汽车的大规模应用可有效降低碳排放;锂离子电池能量密度高,循环寿命长,是锂电储能技术与电动汽车的核心部件,其容量的提升主要受到正极材料的限制;锂离子电池三元正极材料具有污染小、成本低、性能高、容量大等方面的优点。传统液相法和高温固相法制备三元正极材料步骤烦琐、耗时长,不利于工业放大;火焰喷雾热解方法(flame spray pyrolysis,FSP)可一步制备三元正极材料,合成效率高,合成过程中无废液产生,对环境友好且易于工业化放大生产,近年来受到广泛关注。本文综述了近几年FSP方法制备三元正极材料的研究进展,首先简要介绍了FSP的发展简史、基本原理、典型装置和主要优势,其次展开分析了前体溶液组成、温度条件以及退火条件等制备条件对三元正极材料组成、结构、微观形貌以及电化学性能的影响,然后简述了FSP在三元正极材料改性和沉积技术方面的最新研究进展,最后展望了FSP制备三元正极材料的未来发展趋势。 展开更多
关键词 火焰喷雾热解 锂离子电池 三元正极材料 电化学性能
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火焰喷雾热解法生产锂离子电池高镍三元正极材料的技术经济分析
2
作者 杜文 王君雷 +2 位作者 徐运飞 李世龙 王昆 《储能科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期345-357,共13页
正极材料约占锂离子电池制造成本的三成,是影响动力电池价格的主要因素;采用火焰喷雾热解法生产三元正极材料能耗低、设备少,可降低锂离子电池的制造成本。本文研究的主要目标是定量评估采用火焰喷雾热解法生产高镍三元正极材料的技术... 正极材料约占锂离子电池制造成本的三成,是影响动力电池价格的主要因素;采用火焰喷雾热解法生产三元正极材料能耗低、设备少,可降低锂离子电池的制造成本。本文研究的主要目标是定量评估采用火焰喷雾热解法生产高镍三元正极材料的技术经济可行性。计算火焰喷雾热解法生产LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O(2)(NCM811)的原料、燃料、排放产物质量流量和盈亏平衡条件下的最低销售价格,并与传统共沉淀法比较。技术分析中物料与能量平衡计算结果表明,火焰喷雾热解法可使CO_(2)排放、电力消耗和用水消耗分别降低约41%、85%和29%。经济分析结果显示,盈亏平衡条件下NCM811材料的最低售价为221.1 CNY/kg,较当前市场销售价低约18%。最后,针对材料最低售价的敏感性分析结果显示,原材料成本是最敏感的因素,当原料价格降低25%时,盈亏平衡点售价可达172.0 CNY/kg。 展开更多
关键词 火焰喷雾热解 技术经济分析 高镍三元正极材料 锂离子电池
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三元正极材料前驱体多维洗涤系统的设计
3
作者 陈道林 陈崔龙 +1 位作者 张曼曼 周俊 《电池》 CAS 北大核心 2024年第2期230-234,共5页
为满足三元材料前驱体生产过程对洗涤日趋严格的要求,对研制的多功能一体机的洗涤方式和机理进行分析,得出多维洗涤是解决前驱体杂质含量高、洗涤废水量大的可靠工程方法。通过将洗涤过程中的正反向旋转、转速、升降等动作优化组合,形... 为满足三元材料前驱体生产过程对洗涤日趋严格的要求,对研制的多功能一体机的洗涤方式和机理进行分析,得出多维洗涤是解决前驱体杂质含量高、洗涤废水量大的可靠工程方法。通过将洗涤过程中的正反向旋转、转速、升降等动作优化组合,形成多维运动场,并与前驱体特性有机融合,实现多维洗涤。洗涤后的前驱体,钠(Na)的质量分数为0.015%、硫(S)的质量分数为0.140%、磁性异物的质量分数不超过5.0×10^(-6)%,均优于国家标准,并减少了废水排放。 展开更多
关键词 前驱体 多维洗涤 多功能一体机 三元正极材料
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用Cyanex 302萃取废三元正极材料浸出液中铁铜试验研究
4
作者 刘凯 何喜红 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2024年第1期67-73,共7页
研究了用Cyanex 302(主要成分为二(2,4,4-三甲基戊基)单硫代次磷酸)萃取分离废三元正极材料浸出液中的铁和铜,考察了H+浓度、萃取剂浓度、温度对Cyanex 302萃取分离性能的影响,确定了反萃取负载有机相中铁、铜的工艺条件,在此基础上设... 研究了用Cyanex 302(主要成分为二(2,4,4-三甲基戊基)单硫代次磷酸)萃取分离废三元正极材料浸出液中的铁和铜,考察了H+浓度、萃取剂浓度、温度对Cyanex 302萃取分离性能的影响,确定了反萃取负载有机相中铁、铜的工艺条件,在此基础上设计了从废三元正极材料浸出液中萃取铁和铜的工艺流程。结果表明:最佳萃取条件为Cyanex 302浓度0.1 mol/L,H^(+)浓度0.1 mol/L,室温;在该条件下,铁、铜萃取率均大于99.9%,镍、钴、锰、锂萃取率均低于0.003%;铁的最佳反萃取剂为1 mol/L H_(2)SO_(4),铜的最佳反萃取剂为1.5 mol/L HNO_(3)。该工艺能有效萃取分离浸出液中的铜、铁。 展开更多
关键词 废锂离子电池 三元正极材料 溶剂萃取 分离 铜 铁 循环利用
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锂离子电池三元正极材料资源化利用研究进展
5
作者 乔雨民 《中国粉体工业》 2024年第2期30-33,26,共5页
近年来,我国电动汽车的保有量迅速增加,与此同时,锂离子电池的报废量也快速增长,其中最具回收价值的是锂电池三元正极材料中的镍钴锰酸锂(NCM)。综述了废旧锂电池三元正极材料的预处理,NCM的火法回收、湿法回收以及再生技术等的最新进展。
关键词 锂离子电池 三元正极材料 锂电回收
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高镍三元正极材料的制备及其电化学性能
6
作者 张桂芳 白玉然 +1 位作者 孙雨 时志强 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期51-56,共6页
为开发更高效和简易的动力电池正极材料的制备工艺,以可溶性金属盐为原料,采用喷雾干燥法制备出过渡金属醋酸盐前驱体(n(Ni)∶n(Co)∶n(Mn)=8∶1∶1,摩尔比),再通过优化煅烧工艺制备高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2))(N... 为开发更高效和简易的动力电池正极材料的制备工艺,以可溶性金属盐为原料,采用喷雾干燥法制备出过渡金属醋酸盐前驱体(n(Ni)∶n(Co)∶n(Mn)=8∶1∶1,摩尔比),再通过优化煅烧工艺制备高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2))(NCM811)。通过热重分析(TG)探求前驱体在煅烧过程中的物理化学变化;通过扫描电镜(SEM)与X射线衍射(XRD)表征前驱体与煅烧产物的形貌与晶体结构;通过恒流充放电、倍率性能及循环伏安法测试研究材料的储锂性能。结果表明:800℃煅烧时间6 h后的正极材料形貌良好,Li^(+)/Ni^(2+)混排程度低;煅烧时间6 h制备的NCM811材料在充放电过程中有较高的库伦效率;经过300次充放电循环后,容量保持率为83%,具有出色的电化学性能。因此,喷雾干燥法可作为高效制备三元正极材料前驱体的工艺路线。 展开更多
关键词 锂离子电池 高镍三元正极材料 喷雾干燥法 电化学性能
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铝基化合物改性富锂锰三元正极材料的高温性能 被引量：1
7
作者 王桢 李俐 +2 位作者 张俊亭 邓晓龙 刘永锋 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1053-1060,共8页
通过多相复合分别制备了Al_(2)O_(3)、AlF_(3)、AlPO_(4)改性的富锂锰三元正极材料(Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.133)Mn_(0.533)O_(2),LR)。采用X射线光电子能谱、透射电镜和电化学交流阻抗等对复合材料的成分结构、高温下的电化学性能及... 通过多相复合分别制备了Al_(2)O_(3)、AlF_(3)、AlPO_(4)改性的富锂锰三元正极材料(Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.133)Mn_(0.533)O_(2),LR)。采用X射线光电子能谱、透射电镜和电化学交流阻抗等对复合材料的成分结构、高温下的电化学性能及作用机理进行了研究。结果表明:Al_(2)O_(3)改性的Li_(1.2)Ni_(0.133)Co_(0.133)Mn_(0.533)O_(2)(LRO)性能最佳,包覆层薄且均匀;在50℃高温下,LRO的200圈平均放电比容量为189.5mAh·g^(-1),容量保持率为81.5%,比原材料分别提高61.5 mAh·g^(-1)、49.8%;100圈循环后的电荷转移电阻为443.1Ω,仅为原材料一半,表现出较优的电化学性能。 展开更多
关键词 富锂锰三元正极材料 氧化铝 高温性能 锂离子电池
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锂离子电池三元正极材料资源化利用研究进展 被引量：2
8
作者 陶熠 杨素洁 +3 位作者 孙俊杰 刘梦茹 刘秀玉 唐刚 《化工矿物与加工》 CAS 2023年第2期1-8,共8页
随着国家对环境保护的日益重视及"碳达峰,碳中和"战略目标的提出,交通领域作为第三大二氧化碳排放源,面临着严峻的挑战与压力。近年来,我国电动汽车的保有量迅速增加,与此同时,锂离子电池的报废量也快速增长,其中最具回收价... 随着国家对环境保护的日益重视及"碳达峰,碳中和"战略目标的提出,交通领域作为第三大二氧化碳排放源,面临着严峻的挑战与压力。近年来,我国电动汽车的保有量迅速增加,与此同时,锂离子电池的报废量也快速增长,其中最具回收价值的是锂电池三元正极材料中的镍钴锰酸锂(NCM)。综述了废旧锂电池三元正极材料的预处理,NCM的火法回收、湿法回收以及再生技术等的最新进展,展望了废旧三元锂电池回收体系未来的研究方向,指出在设计过程中应充分考虑锂电池的后续回收问题,同时需完善针对锂电池回收的法律法规和标准体系。 展开更多
关键词 锂离子电池 三元正极材料 预处理 火法回收 湿法回收 材料再生 资源化利用
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镍钴锰三元正极材料专利技术分析 被引量：1
9
作者 杨姗姗 《广东化工》 CAS 2023年第12期95-97,共3页
随着人类社会的快速发展,人类对能源的需求也在不断地增加,传统的石化能源由于储量的限制和其所带来的环境污染,已经不能满足人类社会绿色、健康和可持续发展的理念。作为重要的能量存储元件,锂离子电池的发展得到了广泛的关注和研究。... 随着人类社会的快速发展,人类对能源的需求也在不断地增加,传统的石化能源由于储量的限制和其所带来的环境污染,已经不能满足人类社会绿色、健康和可持续发展的理念。作为重要的能量存储元件,锂离子电池的发展得到了广泛的关注和研究。作为锂电子电池的重要组成部分,高性能的正极材料的研究和开发已成为该领域发展的关键。层状结构的镍钴锰(NCM)三元正极材料因其高容量等优点,已成为目前的研究热点。本文通过研究镍钴锰三元正极材料领域的国内外专利申请文献,分析了该领域的专利申请趋势,归纳出在华申请授权专利的主要申请人,对国内的重点授权专利进行探讨,为相关产业及研究的发展方向提供参考。 展开更多
关键词 镍钴锰 三元正极材料 锂离子电池 专利分析 性能改进
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锂离子电池单晶三元正极材料的研究进展
10
作者 王得凯 孙明亮 +1 位作者 王晓刚 崔光磊 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第12期1519-1525,共7页
单晶三元正极材料既具备层状正极材料的优势,又因为颗粒单晶化而不存在晶间裂纹问题,展现出优良的充放电循环性能,因而被认为是最有前途的锂离子电池正极材料之一。从单晶三元正极材料的固相烧结法制备出发,系统地讨论了单晶三元正极材... 单晶三元正极材料既具备层状正极材料的优势,又因为颗粒单晶化而不存在晶间裂纹问题,展现出优良的充放电循环性能,因而被认为是最有前途的锂离子电池正极材料之一。从单晶三元正极材料的固相烧结法制备出发,系统地讨论了单晶三元正极材料的优势及其面临的一些挑战,详细阐述了可优化其电化学性能的掺杂和包覆等改性策略,最后展望了单晶三元正极材料可能的发展方向。 展开更多
关键词 单晶 三元正极材料 锂离子电池
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应用同源自校正EDXRF分析法测定三元正极材料中Mn、Co、Ni的含量
11
作者 林宏健 翟娟 +4 位作者 赖万昌 曾晨浩 赵紫琪 石洁 周金戈 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3436-3444,共9页
锂离子电池在新能源开发与应用中具有重要作用。三元正极材料成分配比对锂离子电池产品性能与质量产生很大影响,生产控制需要及时、精确地掌握混料的成分变化。能量色散型X射线荧光(EDXRF)技术在该领域的快速分析中具有较好的应用前景,... 锂离子电池在新能源开发与应用中具有重要作用。三元正极材料成分配比对锂离子电池产品性能与质量产生很大影响,生产控制需要及时、精确地掌握混料的成分变化。能量色散型X射线荧光(EDXRF)技术在该领域的快速分析中具有较好的应用前景,但目前商品仪器的分析精度尚不能满足生产需求。为了解决三元正极材料成分Mn、Co、Ni的高精度EDXRF分析的技术难题,提出了一种基于同源激发的自校正式EDXRF分析技术,采用钨靶X射线管(25 kV/400μA)和两个能量分辨率均为135 eV(@5.9 keV)的电致冷SDD探测器组成双路X荧光同步激发-探测装置,将X射线管发射的原级X射线经双路准直器分束后,分别激发校准样品和待测样品,两个探测器同时测量两个样品的荧光计数,采用标准样品的能谱数据对待测样品的能谱数据进行“归一化”处理实现同步校正,从而降低分析仪器中X射线管不稳定性的影响。通过8小时内的140次重复性测试,从计数衰减率、计数波动和整体效果等方面分析了该装置的稳定性,并与单光路的稳定性进行比较,以相对标准偏差和最大相对偏差作为评价指标来评估该装置的稳定性。计数衰减率从单光路的-0.0493%·h^(-1)降低到0.0010%·h^(-1),对于11个波动较大的数据点,相对标准偏差从单光路的0.1514%降到0.0326%,表明同源激发的自校正式EDXRF分析技术可有效降低计数衰减、初级X射线能谱波动的影响。从综合效果来看,经同步数据校正后,Mn、Co、Ni的相对标准偏差和最大相对偏差分别为0.076%、0.170%,稳定性较单光路提高了1倍。建立了基于双光路EDXRF分析的定量分析数学模型,经实验检验,分析粉末压样品中Mn(17.361%~20.016%)、Co(12.991%~14.965%)、Ni(29.653%~33.065%)的绝对误差分别不超过-0.072%、-0.061%、0.098%,单样品的分析时间为200 s,表明采用同源激发的自校正式EDXRF分析技术能有效改善仪器分析精度,实现快速、准确的测量要求。 展开更多
关键词 三元正极材料 能量色散X射线荧光分析 能谱稳定性校正 定量分析
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单晶高镍三元正极材料研究进展
12
作者 何晶晶 李勇 +2 位作者 段建国 董鹏 张英杰 《有色设备》 2023年第1期124-131,共8页
高镍系三元正极材料(Ni≥60%)因高能量密度、低毒性、低污染性和低廉的价格成为当前锂离子电池体系中最具发展潜力的电池材料之一。目前,商用的高镍系三元正极材料多为团聚型的多晶材料,团聚型的多晶材料在充放电过程中由于体积膨胀会... 高镍系三元正极材料(Ni≥60%)因高能量密度、低毒性、低污染性和低廉的价格成为当前锂离子电池体系中最具发展潜力的电池材料之一。目前,商用的高镍系三元正极材料多为团聚型的多晶材料,团聚型的多晶材料在充放电过程中由于体积膨胀会出现微裂纹,导致电极材料与电解液反应加剧,进而引起结构坍塌,研究表明,微裂纹的产生是高镍三元正极材料(Ni≥60%)在使用过程中容量衰退的主要原因。而单晶高镍三元正极材料由于无内部晶界可彻底解决微裂纹产生的问题,备受国内外广大专家、学者的关注。此外,其较高的压实密度、良好的热稳定性、长循环寿命也让其具有进一步替代多晶材料的潜力。本文结合单晶高镍正极材料行业现状,对其采用不同的制备方法进行归纳,为企业的前沿布局提供了借鉴和参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 单晶 高镍三元正极材料
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三元正极材料清洗废水资源化回收零排放处理工艺
13
作者 季宏飞 秦佩 吴晓伟 《当代化工》 CAS 2023年第10期2487-2491,2496,共6页
锂电三元正极材料在清洗过程中产生含有Li^(+)、Al^(3+)、SO_(4)^(2-)、镍钴锰氧化物及少量其他离子的废水,对该三元正极材料清洗废水的资源化回收零排放处理工艺进行了阐述。该废水处理系统涉及的成套工艺包括预处理单元、废水减量化... 锂电三元正极材料在清洗过程中产生含有Li^(+)、Al^(3+)、SO_(4)^(2-)、镍钴锰氧化物及少量其他离子的废水,对该三元正极材料清洗废水的资源化回收零排放处理工艺进行了阐述。该废水处理系统涉及的成套工艺包括预处理单元、废水减量化单元、沉锂单元和制纯水单元。重点对Al^(3+)的去除、膜浓缩、沉锂等关键工艺进行了重点描述,最后通过实际与理论对比分析,达到了预期的设计目标——锂资源得到有效回收、废水实现全部回用。通过对实际案例的相关数据的例举和分析,证明了本套废水处理工艺的可行性和可靠性,为锂电三元正极材料清洗废水的治理提供了典型的参考工艺路线。 展开更多
关键词 三元正极材料 锂资源回收 废水零排放 膜浓缩 蒸发结晶
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我国科学家研制出新型高镍三元正极材料
14
《宜宾科技》 2023年第2期3-3,共1页
新能源电池研究前沿,新型高镍正极材料的开发及规模化制备显得尤为迫切。云南大学材料与能源学院郭洪教授团队设计并制备出一种新型高镍三元正极材料,有望用于锂离子电池等多个领域。国际期刊《德国应用化学》发表了相关研究成果。
关键词 锂离子电池 三元正极材料 新能源电池 高镍 国际期刊 应用化学 洪教授 云南大学
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废锂离子电池三元正极材料的回收利用工艺
15
作者 王晨雪 《新疆有色金属》 2023年第6期8-9,共2页
本文从锂电池的结构组成、废锂离子电池危害及其回收价值、回收工艺等几方面,综述了国内对三元锂离子电池资源化回收利用工艺,为废旧三元锂离子电池的资源化技术发展提供参考。
关键词 三元正极材料 浸出 分离 回收利用
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我国科学家研制出新型高镍三元正极材料
16
《电子质量》 2023年第4期68-68,共1页
在新能源电池研究前沿,新型高镍正极材料的开发及规模化制备显得尤为迫切。据报道,云南大学材料与能源学院郭洪教授团队设计并制备出一种新型高镍三元正极材料,有望用于锂离子电池等多个领域。国际期刊《德国应用化学》发表了相关研究... 在新能源电池研究前沿,新型高镍正极材料的开发及规模化制备显得尤为迫切。据报道,云南大学材料与能源学院郭洪教授团队设计并制备出一种新型高镍三元正极材料,有望用于锂离子电池等多个领域。国际期刊《德国应用化学》发表了相关研究成果。 展开更多
关键词 锂离子电池 三元正极材料 新能源电池 高镍 国际期刊 应用化学 洪教授 云南大学
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单晶高镍三元正极材料研究综述
17
作者 安振华 《中国粉体工业》 2023年第4期14-17,13,共5页
单晶高镍三元正极材料因其性能优势而备受关注。本文对单晶和多晶材料做了对比,并对单晶高镍三元正极材料的制备方法和改性策略方面的研究做了概述。
关键词 三元正极材料 单晶高镍三元 正极材料
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锂离子电池三元正极材料的研究进展 被引量：5
18
作者 赵航 魏闯 +1 位作者 康鑫 李素平 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期10-15,共6页
锂离子电池由于其优良的性能而应用范围广泛,因此追求性能更优异的锂离子电池一直是近年来的研究热点。而锂离子电池正极材料是锂离子电池的重要组成部分,所以研发具有高性能的锂离子电池正极材料是当务之急。锂离子电池三元正极材料综... 锂离子电池由于其优良的性能而应用范围广泛,因此追求性能更优异的锂离子电池一直是近年来的研究热点。而锂离子电池正极材料是锂离子电池的重要组成部分,所以研发具有高性能的锂离子电池正极材料是当务之急。锂离子电池三元正极材料综合了单一组分的优点,比一元正极材料性能更加优异,是一种具有发展前景的正极材料。对锂离子电池三元正极材料的种类、制备方法及研究方向进行了综述,并对其发展趋势进行了分析和展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 三元正极材料 制备方法 改性 发展趋势
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锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究进展 被引量：15
19
作者 徐群杰 周罗增 +2 位作者 刘明爽 潘红涛 邓先钦 《上海电力学院学报》 CAS 2012年第2期143-148,共6页
从制备性能、改性和安全性能3个方面,论述了锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究现状,指出了其产业化所面临的问题,并给出了相应的对策.
关键词 三元正极材料 锂离子电池 镍钴锰酸锂
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高镍三元正极材料改性研究进展 被引量：2
20
作者 王坤 陈虹 +3 位作者 王芬 周绿山 向文军 张昊 《化学与生物工程》 CAS 2022年第4期11-17,共7页
高镍三元正极材料因高比容量而备受关注,然而其循环性能差、热稳定性差、安全性能也较差,从而限制了其商业化进程。分析了高镍三元正极材料存在的主要问题,如空气敏感、与电解液反应、阳离子混排、晶格氧析出、过渡金属离子迁出以及微... 高镍三元正极材料因高比容量而备受关注,然而其循环性能差、热稳定性差、安全性能也较差,从而限制了其商业化进程。分析了高镍三元正极材料存在的主要问题,如空气敏感、与电解液反应、阳离子混排、晶格氧析出、过渡金属离子迁出以及微裂纹形成等,对其改性方法(元素掺杂法、表面包覆法、结构调整法等)进行了综述,并对其未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 高镍三元正极材料 比容量 循环稳定性 改性
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