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水系铵离子电池β-MnO_(2)正极材料的制备及性能研究
1
作者 刘扬 陈晗 +1 位作者 向凯雄 周伟 《湖南工业大学学报》 2024年第1期78-83,共6页
通过简单的水热法合成了隧道型β-MnO_(2)正极材料并应用于水系铵离子电池,并采用1 mol/L(NH4)2SO4水系电解液,在窗口电压为0~1.6 V范围内,测试其电化学性能。实验结果表明:β-MnO_(2)正极材料在0.1A/g电流密度下表现出109.8 mAh/g放电... 通过简单的水热法合成了隧道型β-MnO_(2)正极材料并应用于水系铵离子电池,并采用1 mol/L(NH4)2SO4水系电解液,在窗口电压为0~1.6 V范围内,测试其电化学性能。实验结果表明:β-MnO_(2)正极材料在0.1A/g电流密度下表现出109.8 mAh/g放电比容量,经过140次循环后,其放电比容量仍有101.9 mAh/g,容量保留率为92.8%,库伦效率接近100%,具有优异的循环稳定性能。同时还具有优异的倍率性能,β-MnO_(2)纳米棒正极材料即使在1.0 A/g大电流密度下仍有78.7 mAh/g。此外,通过非原位FTIR、XPS测试探索了其储铵机理,结果表明铵根离子具有良好的可逆性。 展开更多
关键词 水系铵离子电池 β-MnO_(2) 正极材料 水热法
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Na-Mn共掺对磷酸铁锂正极材料结构与性能的影响
2
作者 刘庆生 符亲武 喻修远 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 2024年第1期90-98,共9页
利用碳热还原法成功制备了Li_(0.97)Na_(0.03)Fe_(7/8)Mn_(1/8)PO_(4)正极材料,运用XRD、SEM、EDS和电化学测试等手段对其晶体结构、形貌、元素分布和电化学性能进行研究,并结合第一性原理计算分析材料性能提升的机理。结果表明,Na-Mn... 利用碳热还原法成功制备了Li_(0.97)Na_(0.03)Fe_(7/8)Mn_(1/8)PO_(4)正极材料,运用XRD、SEM、EDS和电化学测试等手段对其晶体结构、形貌、元素分布和电化学性能进行研究,并结合第一性原理计算分析材料性能提升的机理。结果表明,Na-Mn掺杂一方面导致LiFePO_(4)晶格畸变,晶格体积增大,扩大了锂离子迁移通道,为锂离子嵌入/脱出提供更大的空间;另一方面使材料在电化学性能上表现出优异的高倍率性能和循环稳定性。Na-Mn掺杂有利于提高材料的锂离子扩散系数和电导率,从而提高其电化学性能。基于第一性原理计算结果表明,Na-Mn共掺杂使LiFePO_(4)晶格膨胀,晶格体积增大,并促使带隙宽度减小,增强了费米能级附近的电子态密度,提高了材料的电子电导率和锂离子迁移率。 展开更多
关键词 Na-Mn共掺 LiFePO_(4) 正极材料 晶体结构 电化学性能 能带 第一性原理计算
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木质素基碳/硫纳米球复合材料作为高性能锂硫电池正极材料
3
作者 李顺 黄建国 何桂金 《储能科学与技术》 CSCD 2024年第1期270-278,共9页
锂硫二次电池因具有非常高的理论比容量(1675 mAh/g)和能量密度(2600 Wh/kg)而备受关注。然而,锂硫电池的正极材料单质硫因导电性差和在充放电过程中生成的多硫化物Li_(2)S_(n)(4≤n≤8)极易发生“穿梭效应”等问题,严重降低了对活性硫... 锂硫二次电池因具有非常高的理论比容量(1675 mAh/g)和能量密度(2600 Wh/kg)而备受关注。然而,锂硫电池的正极材料单质硫因导电性差和在充放电过程中生成的多硫化物Li_(2)S_(n)(4≤n≤8)极易发生“穿梭效应”等问题,严重降低了对活性硫的利用效率,造成电极材料不可逆的容量损失。因此寻找成本低、可循环利用、热稳定性好的碳载体基质是提高锂硫电池电化学性能最有效的方法之一。在本研究中,以天然木质素作为碳源,首先经过萃取和碳化过程制备了多孔碳纳米球,再通过熔融过程,将单质硫成功地包裹进木质素基碳纳米球的孔隙中,制备得到多孔球状结构的碳/硫复合材料(LS-C/S)。当该复合材料用作锂硫电池正极材料时,在0.1 C电流密度下,硫含量为59.41%(质量分数)的电极材料的首次放/充电比容量分别为800.3 mAh/g和758.8 mAh/g,对应库仑效率为94.8%,在经过200次充放电循环后,其比容量稳定在647.4 mAh/g,容量保持率为84.3%,相当于每循环一圈容量平均损失为0.0785%。此外,在经过高倍率的充放电循环后,比容量仍能恢复并稳定在620 mAh/g,展现出良好的可逆倍率稳定性。这种木质素基碳纳米球具有的高比表面积和多孔结构,促进了锂离子和电子的传输,有效地抑制了中间产物多硫化锂的溶解扩散,提高了单质硫作为正极材料的利用效率,因此,复合材料表现出优异的循环稳定性和可逆倍率性能。 展开更多
关键词 锂硫电池 木质素 碳纳米球 正极材料 电化学性能
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废旧镍钴锰酸锂正极材料的固相直接修复再生技术
4
作者 朱俊峰 田俊行 +4 位作者 吴科奇 王峰 姜煜煜 孙学义 庄卫东 《电源技术》 CAS 2024年第4期568-583,共16页
近年来,随着新能源汽车领域的快速发展,锂离子动力电池的出货量不断增加,三元锂离子电池因其优异的高能量密度性能已被广泛应用于便携式电子设备和新能源汽车等领域。随着锂离子电池即将迎来“退役”高峰,镍钴锰酸锂正极材料作为锂离子... 近年来,随着新能源汽车领域的快速发展,锂离子动力电池的出货量不断增加,三元锂离子电池因其优异的高能量密度性能已被广泛应用于便携式电子设备和新能源汽车等领域。随着锂离子电池即将迎来“退役”高峰,镍钴锰酸锂正极材料作为锂离子电池中最为关键的电极材料之一,其高效绿色循环利用具有重要的资源、环境、经济及战略意义。目前传统的镍钴锰酸锂正极材料回收技术以火法冶金和湿法冶金为主,这些方法可以从废弃的正极材料中提取高附加值金属,但普遍存在污染大、能耗高、循环周期长等问题。固相直接修复再生技术能够直接对废旧正极材料进行修复,实现正极材料的结构、组分及电化学性能的有效恢复,因其具有工艺简单、绿色高效等优势而受到广泛的关注。围绕固相直接修复再生技术,系统阐述镍钴锰酸锂正极材料的失效机制和修复机理,详细分析焙烧温度、焙烧气氛以及补锂工艺对固相修复再生镍钴锰酸锂正极材料结构和性能的影响及其作用机理,并指出了目前固相直接修复再生技术存在的问题,展望了该技术的未来前景。 展开更多
关键词 锂离子电池 镍钴锰酸锂 正极材料 直接修复再生 固相法
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纳米FeSe_(2)正极材料制备与镁电池中性能表征
5
作者 王利诚 徐昊 +1 位作者 李钊 邹建新 《电源技术》 CAS 2024年第4期725-731,共7页
采用溶剂热法,利用表面活性剂的分散作用成功合成了FeSe_(2)纳米颗粒,将其作为正极材料组装可充镁电池,并进行电化学性能测试。结果显示,FeSe_(2)正极在100 mA/g电流密度下首次放电比容量为119 mAh/g,并在循环过程中展现出比容量的逐渐... 采用溶剂热法,利用表面活性剂的分散作用成功合成了FeSe_(2)纳米颗粒,将其作为正极材料组装可充镁电池,并进行电化学性能测试。结果显示,FeSe_(2)正极在100 mA/g电流密度下首次放电比容量为119 mAh/g,并在循环过程中展现出比容量的逐渐升高,在循环48次后获得最大放电比容量628 mAh/g,同时具有良好的循环稳定性,在100次循环后仍保持581 mAh/g的放电比容量。非原位TEM、XPS和同步辐射软X射线吸收谱分析表明,FeSe_(2)正极在循环过程中,铜集流体会参与正极电化学反应并形成含铜化合物,在正极材料中形成导电通路,这有利于电化学反应过程中电子的转移。因此,FeSe_(2)纳米颗粒充分参与正极转化反应,并展现出高容量和长循环稳定性,为镁电池中的集流体和硒族化合物的匹配性设计提供了新的思路。 展开更多
关键词 可充镁电池 正极材料 FeSe_(2) 铜集流体 非原位表征
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橙皮还原浸出废旧锂电池正极材料有价金属
6
作者 谷昆泓 覃文庆 韩俊伟 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 2024年第2期561-572,共12页
为了促进废旧锂电池的高效环保浸出,研究了一种利用橙皮作为有机还原剂,高效浸出废旧锂电池正极材料中金属的方法。结果表明:橙皮的添加显著提高了柠檬酸浸出剂的性能,实现了锂、镍、钴和锰的高浸出率,最佳浸出条件为柠檬酸浓度2 mol/L... 为了促进废旧锂电池的高效环保浸出,研究了一种利用橙皮作为有机还原剂,高效浸出废旧锂电池正极材料中金属的方法。结果表明:橙皮的添加显著提高了柠檬酸浸出剂的性能,实现了锂、镍、钴和锰的高浸出率,最佳浸出条件为柠檬酸浓度2 mol/L、橙皮用量40 g/L、浸出温度95℃、液固比20∶1、搅拌速度300 r/min、浸出时间120 min。利用Design Expert 10推导出了一个浸出模型,能精确预测金属的浸出率。动力学研究表明,锂、镍、钴和锰的表观活化能分别为64.95、67.71、66.65和72.8 kJ/mol,说明正极材料浸出过程主要受化学反应控制。通过对比OP浸出前后的SEM像,验证了橙皮还原能力可用还原糖理论进行解释。 展开更多
关键词 废旧锂电池 正极材料 酸浸 活化能 橙皮废弃物
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锰基钠离子电池正极材料设计及电化学性能研究
7
作者 刘德新 马腾跃 +2 位作者 安金玲 刘进荣 何伟艳 《无机盐工业》 CAS CSCD 2024年第3期51-55,共5页
钠离子电池因环境友好、储量丰富等优势,成为锂离子电池的后继者,在储能材料方面有很大的应用潜力。针对钠离子电池锰基正极材料存在结构不稳定、循环稳定性差等问题,采用溶胶-凝胶法制备Na_(0.7)Fe_(x)Mn(1-x)O_(2)(0<x<1)锰基... 钠离子电池因环境友好、储量丰富等优势,成为锂离子电池的后继者,在储能材料方面有很大的应用潜力。针对钠离子电池锰基正极材料存在结构不稳定、循环稳定性差等问题,采用溶胶-凝胶法制备Na_(0.7)Fe_(x)Mn(1-x)O_(2)(0<x<1)锰基正极材料,考察铁锰物质的量比对Na_(0.7)Fe_(x)Mn(1-x)O_(2)材料微观结构、电化学性能的影响。结果表明:铁的掺杂稳定了材料P2相晶型且增加了钠层间距;合成的两种材料Na_(0.7)Fe_(0.2)Mn_(0.8)O_(2)和Na_(0.7)Fe0.35Mn0.65O_(2)在电压范围为2~4 V、放电倍率为0.5C的条件下,首次充/放电比容量分别为88.54、63.73 mA·h/g和74.02、49.01 mA·h/g,循环100次后充/放电比容量分别为51.94、51.36 mA·h/g和52.15、51.59 mA·h/g,循环效率分别为58.01%和69.7%,表现出良好的容量保持和循环性能;在倍率方面,两种材料经过2C大电流充电后,重新循环到0.5C倍率时两种材料的充/放电比容量仍可达113.82、110.25 mA·h/g和51.75、51.11 mA·h/g,两种材料都表现了较好的循环倍率性能,其中Na_(0.7)Fe_(0.2)Mn_(0.8)O_(2)材料的性能表现得更加优异。 展开更多
关键词 锰基 正极材料 铁掺杂 P2相 比容量
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双重改性三元正极材料及其性能研究
8
作者 郭金梅 朱华丽 +3 位作者 沈瑞 朱敏丹 卢朝操 陈召勇 《现代化工》 CAS CSCD 2024年第1期120-125,132,共7页
为提高三元正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)的可逆比容量和循环稳定性,通过表面包覆聚并苯(PAS)复合钾氯共掺杂对NCM523材料进行双重改性,利用XRD､SEM､TEM等分析方法和恒电流充放电性能测试,研究了不同PAS包覆量复合K... 为提高三元正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)的可逆比容量和循环稳定性,通过表面包覆聚并苯(PAS)复合钾氯共掺杂对NCM523材料进行双重改性,利用XRD､SEM､TEM等分析方法和恒电流充放电性能测试,研究了不同PAS包覆量复合K､Cl共掺杂NCM523材料的结构､形貌和电化学性能。结果表明,2%PAS包覆复合1%K和Cl共掺的NCM523材料在0.1 C首次放电容量为209.5 mAh/g;1 C倍率下充放电循环100次后放电容量保持率比未改性的NCM523提高了19%;5 C倍率下的放电比容量为158.1 mAh/g,比未改性的NCM523提高了13%。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 镍钴锰酸锂 表面包覆 掺杂
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层状富锂锰基正极材料包覆改性的最新进展
9
作者 张建 李海瑶 +2 位作者 梁晨 黄惠 高超 《工程科学学报》 EI CSCD 2024年第3期420-437,共18页
首先综述了富锂锰基材料的结构和循环过程中存在的问题,然后介绍了富锂锰基正极材料包覆改性研究的最新进展,系统描述了电化学活性材料、非电化学活性材料和导电聚合物等不同种类包覆物质及单层包覆、双层复合包覆和原位包覆等包覆方法... 首先综述了富锂锰基材料的结构和循环过程中存在的问题,然后介绍了富锂锰基正极材料包覆改性研究的最新进展,系统描述了电化学活性材料、非电化学活性材料和导电聚合物等不同种类包覆物质及单层包覆、双层复合包覆和原位包覆等包覆方法在该材料改性领域中的应用,进一步从材料结构、失效机制等角度深入分析了各种包覆改性方法及包覆物质改善富锂锰基材料循环性能的作用机制.最后,对Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2) (LMNC)材料及改性方法等未来发展方向进行了展望. 展开更多
关键词 富锂锰基正极材料 包覆改性 原位包覆 电化学性能 改性机理
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Co-Ta共掺杂改善LiNiO_(2)正极材料性能研究
10
作者 李文升 马帅 +1 位作者 许国峰 杨明 《电源技术》 CAS 2024年第2期218-223,共6页
采用高温固相烧结对LiNiO_(2)正极材料进行了Co与Ta掺杂改性,并对其进行元素含量、晶体结构、形貌、比容量、倍率性能、循环性能、差示扫描量热法(DSC)等测试。结果表明,Co可以改善材料倍率性能,Ta可以细化材料颗粒、提升循环性能。Co... 采用高温固相烧结对LiNiO_(2)正极材料进行了Co与Ta掺杂改性,并对其进行元素含量、晶体结构、形貌、比容量、倍率性能、循环性能、差示扫描量热法(DSC)等测试。结果表明,Co可以改善材料倍率性能,Ta可以细化材料颗粒、提升循环性能。Co与Ta同时掺杂0.01%(摩尔分数)时,LNCTO-1放电(3 C/0.2 C)容量保持率为82.8%,循环(1 C/1 C)50次后,循环容量保持率为95.3%,热分解温度从189.3℃提升到了199.8℃,显示出了优良的综合性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 Co-Ta共掺杂 正极材料
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二次锂化法制备LiNi_(0.931)Co_(0.049)Al_(0.02)O_(2)单晶正极材料
11
作者 李文升 马帅 +1 位作者 罗广求 郑见杰 《电源技术》 CAS 2024年第1期51-55,共5页
通过二次锂化技术制备了LiNi_(0.931)Co_(0.049)Al_(0.02)O_(2)单晶NCA正极材料。通过高温预烧结完成Li_(0.96)Ni_(0.95)Co_(0.05)O_(2)材料的制备;随后在预烧结后的物料中补充足够的Al和Li,进行二次烧结制备出NCA单晶正极材料(S2-NCA)... 通过二次锂化技术制备了LiNi_(0.931)Co_(0.049)Al_(0.02)O_(2)单晶NCA正极材料。通过高温预烧结完成Li_(0.96)Ni_(0.95)Co_(0.05)O_(2)材料的制备;随后在预烧结后的物料中补充足够的Al和Li,进行二次烧结制备出NCA单晶正极材料(S2-NCA)。通过本技术制备的高镍单晶正极材料表现出了优异的倍率和循环性能。经过测试,S2-NCA放电比容量可达217.1 mAh/g,60次循环容量保持率可达94.8%,远远优于一次锂化制备的NCA单晶正极材料(S1-NCA),初始比容量为207.9 mAh/g,60次循环容量保持率为85.8%。 展开更多
关键词 二次锂化法 单晶正极材料 电性能
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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
12
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 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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导电金属有机框架作为锂硫电池正极材料的综合教学实验设计
13
作者 吴飞超 方静 谭朝阳 《当代化工研究》 CAS 2024年第4期142-144,共3页
设计了一个综合化学实验—导电金属有机框架作为锂硫电池正极材料。该实验将本科生实验教学与前沿研究领域相结合,内容包括导电金属有机框架(MIL-47)的制备、样品表征、纽扣电池的组装、电化学性能测试等内容。本实验涉及无机化学、电... 设计了一个综合化学实验—导电金属有机框架作为锂硫电池正极材料。该实验将本科生实验教学与前沿研究领域相结合,内容包括导电金属有机框架(MIL-47)的制备、样品表征、纽扣电池的组装、电化学性能测试等内容。本实验涉及无机化学、电化学等基础知识及实验操作,以及扫描电镜、X射线粉末衍射等仪器的使用和分析,涵盖面较广,可显著提高学生综合运用专业基础知识,解决具体实践问题的能力,激发其从事科研的思维和热情,有助于培养科研型、创新型人才。 展开更多
关键词 导电金属有机框架 锂硫电池 正极材料 综合实验
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高比能二次电池正极材料的X射线谱学研究进展
14
作者 陈淑媛 程晨 +2 位作者 夏啸 鞠焕鑫 张亮 《储能科学与技术》 CSCD 2024年第1期113-129,共17页
二次电池具有高能量密度和长循环寿命等特点,为储存并利用清洁能源提供了有效的解决方案。为了满足社会日益增长的能源需求,进一步研究和开发二次电池迫在眉睫,而X射线表征技术可以为二次电池的研究、设计与应用提供全方位视角。基于此... 二次电池具有高能量密度和长循环寿命等特点,为储存并利用清洁能源提供了有效的解决方案。为了满足社会日益增长的能源需求,进一步研究和开发二次电池迫在眉睫,而X射线表征技术可以为二次电池的研究、设计与应用提供全方位视角。基于此,本综述通过对近几年相关文献进行归纳总结,综述了X射线谱学技术在二次电池领域的最新进展以及遇到的问题,重点介绍了X射线表征技术(主要包括X射线光电子能谱、X射线吸收谱和共振非弹性X射线散射等)的基本原理、在二次电池领域的最新研究成果和科学挑战,详细阐释了不同X射线表征手段的技术特点、适用条件和独特优势,并对未来X射线谱学在二次电池领域的应用提出展望。综合分析表明,X射线表征技术可以提供一系列电极材料晶格、电子、物相结构等基本信息,实现从宏观尺度到微观尺度的电极材料结构表征,进而系统揭示电极材料晶体结构与电子结构演变、电荷补偿机制、离子与电子输运以及表界面化学过程等信息,为二次电池性能提升和技术瓶颈突破提供支持。 展开更多
关键词 二次电池 正极材料 X射线谱学 同步辐射
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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
15
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 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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纳米富锂锰基正极材料的合成及性能研究
16
作者 唐仲丰 李万贤 +3 位作者 安卢 王佳一 刘欢欢 陈垒 《化工新型材料》 CAS CSCD 2024年第3期124-127,共4页
富锂层状氧化物材料具有较高的比容量,被认为是下一代先进锂离子电池正极材料。采用丙烯酸热聚合法和柠檬酸溶胶-凝胶法分别合成了纳米富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2),并进行Mg^(^(2+))掺杂改性。通过扫描... 富锂层状氧化物材料具有较高的比容量,被认为是下一代先进锂离子电池正极材料。采用丙烯酸热聚合法和柠檬酸溶胶-凝胶法分别合成了纳米富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2),并进行Mg^(^(2+))掺杂改性。通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪对制备的正极材料进行形貌和结构表征,并组装成纽扣电池进行充放电性能测试和电化学阻抗谱分析。结果表明,丙烯酸热聚合法合成的正极材料粒径均匀,结晶度更高;与未掺杂样品相比,掺杂Mg^(2+)的正极材料首次库伦效率从67.66%提高到73.34%,循环性能显著改善。 展开更多
关键词 富锂锰基正极材料 镁离子掺杂 丙烯酸热聚合法 溶胶-凝胶法
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新型高镍无钴正极材料LiNi_(0.94)Mn_(0.04)Al_(0.02)O_(2)的合成研究
17
作者 杨泽龙 孟奇 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 2024年第1期106-111,共6页
采用固相烧结工艺合成了层状高镍无钴正极材料LiNi_(0.94)Mn_(0.04)Al_(0.02)O_(2)(NMA),并研究了不同烧结温度对NMA正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明,当烧结温度过低时,NMA正极材料的结晶度偏低,并在表面形... 采用固相烧结工艺合成了层状高镍无钴正极材料LiNi_(0.94)Mn_(0.04)Al_(0.02)O_(2)(NMA),并研究了不同烧结温度对NMA正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明,当烧结温度过低时,NMA正极材料的结晶度偏低,并在表面形成残锂。烧结温度过高则会导致层状结构变差和电极表面有害副反应增多。在最佳烧结温度750℃下合成的NMA-750材料具有良好的颗粒形貌、最少的锂镍混排和最完整的层状结构,同时具有最佳的电化学性能:首圈放电比容量(3.0~4.5 V,1 C)为199.5 mA·h/g,循环100圈后容量保持率可达79.04%;在5 C下仍具有147.6 mA·h/g的放电比容量,倍率性能优良。 展开更多
关键词 高镍无钴正极材料 LiNi_(0.94)Mn_(0.04)Al_(0.02)O_(2) 烧结温度 晶体结构 微观形貌 电化学性能 层状结构
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Cu掺杂P2型Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.67)O_(2)钠离子电池正极材料的制备与性能
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作者 刘辉 闫共芹 +1 位作者 蓝春波 张子杨 《人工晶体学报》 2024年第1期145-153,162,共10页
通过溶胶-凝胶法制备了一系列形貌规则、表面光滑的Cu掺杂层状P2型Na_(0.67)Ni_(0.33-x)Cu_(x)Mn_(0.67)O_(2)(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25)。采用SEM、XRD、EDS、XPS对材料进行了形貌、结构和成分表征。将材料用作钠离子电池正... 通过溶胶-凝胶法制备了一系列形貌规则、表面光滑的Cu掺杂层状P2型Na_(0.67)Ni_(0.33-x)Cu_(x)Mn_(0.67)O_(2)(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25)。采用SEM、XRD、EDS、XPS对材料进行了形貌、结构和成分表征。将材料用作钠离子电池正极材料,采用循环伏安法、恒流充放电法研究了其电化学性能,获得了最佳掺杂比例。研究发现,掺杂未改变材料的层状结构和形貌,通过Cu掺杂引入了高电化学活性的Cu^(2+)作为取代基,增加材料的表面活性储钠位点,材料表现出良好的循环稳定性和倍率性能。在2.0~4.3 V的电压范围和0.1 C的倍率下,Cu掺杂比例x=0.15时Na_(0.67)Ni_(0.18)Cu_(0.15)Mn_(0.67)O_(2)的初始放电比容量为126.74 mAh/g,100次循环后容量保持率为79.10%,与未掺杂材料相比提高了50.92%。材料电化学性能的增强可归因于Cu^(2+)插入过渡金属层,由于Cu^(2+)(0.73A)的半径大于Ni^(2+)(0.69A),过渡金属层间距扩大,为Na+扩散提供了通道,进而提高了Na+扩散速率。当充电到高压时可抑制Na+脱/嵌过程中Na^(+)空位的产生,从而稳定材料的晶体结构并抑制材料发生P2-O2相变,提高了材料的循环稳定性。 展开更多
关键词 钠离子电池正极材料 溶胶-凝胶法 CU掺杂 Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.67)O_(2) 层状氧化物 循环稳定性
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钠离子电池正极材料专利预警分析
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作者 朱碧玉 王韶华 胡彦玲 《电池工业》 CAS 2024年第2期93-98,共6页
钠离子电池正极材料作为钠离子电池关键材料,对电化学储能具有重要的研究价值。本文首先分析钠离子电池正极材料的全球专利的申请趋势和技术主题,然后重点对过渡金属氧化物、聚阴离子类化合物两大技术分支的专利信息进行梳理和分析,从... 钠离子电池正极材料作为钠离子电池关键材料,对电化学储能具有重要的研究价值。本文首先分析钠离子电池正极材料的全球专利的申请趋势和技术主题,然后重点对过渡金属氧化物、聚阴离子类化合物两大技术分支的专利信息进行梳理和分析,从专利侵权的角度对钠离子电池正极材料专利申请中存在的问题进行预警分析,并从规避知识产权风险、提高自主知识产权的运用和保护等方面给出总结与建议。 展开更多
关键词 钠离子电池 正极材料 专利 预警
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钠离子层状氧化物正极材料工厂设计初探
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作者 晏然 李怡然 《中国科技期刊数据库 工业A》 2024年第1期0105-0108,共4页
目前层状氧化物钠离子电池因其最高的能量密度优势及其较高的倍率性能和循环性能,被视为最有市场前景的钠离子产品路线,本文根据近五年来锂离子层状氧化物正极材料工厂的设计经验,结合钠离子层状氧化物正极材料的工艺特点,系统性介绍了... 目前层状氧化物钠离子电池因其最高的能量密度优势及其较高的倍率性能和循环性能,被视为最有市场前景的钠离子产品路线,本文根据近五年来锂离子层状氧化物正极材料工厂的设计经验,结合钠离子层状氧化物正极材料的工艺特点,系统性介绍了钠离子层状氧化物正极材料的工艺流程、关键工艺设备选用,并分析厂房及公用辅助设施配备要求,为层状氧化物钠离子正极材料的产业化发展提供参考。 展开更多
关键词 钠离子电池 层状氧化物 正极材料 工艺流程 设备选型 公用辅助设施
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