锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的制备与表征

用2次干燥化学共沉淀法制得高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2,使之与LiOH.H2O混合经过2个恒温阶段烧结(600℃恒温6 h、850℃恒温24 h)得到LiNi0.8Co0.2O2材料,探讨了镍源、Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响,从而优化了LiNi0.8Co0.2O2的合成工艺.所得非球形LiNi0.8Co0.2O2粉末振实密度高达2.94 g/cm3,X射线衍射分析表明该材料具有规整的层状NaFeO2结构,充放电测试表明材料具有良好的电化学性能.     

Preparation and performance of LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2 cathode material based on Co-substituted α–Ni(OH)_2 precursor

Co-substituted α-Ni(OH)2 was synthesized by a novel microwave homogeneous precipitation method in the presence of urea. LiNi0.8Co0.2O2 cathode material was synthesized by calcining Co-substituted α-Ni(OH)2 precursor and LiOH·H2O at 900℃ for 10 h in flowing oxygen. XRD, FTIR, FESEM and electro- chemical tests were used to study the physical and the electrochemical performances of the materials. The results show that the prepared LiNi0.8Co0.2O2 compound has a good layered hexagonal structure. Moreover, the LiNi0.8Co0.2O2 cathode material demonstrates stable cyclability with a high initial specific discharge capacity of 183.9 mAh/g. The good electrochemical performance could be attributed to the uniform distribution of Ni2 and Co2 ions in the crystal structure and a minimal cation mixing in LiNi0.8Co0.2O2 host structure.     

熔融盐法合成球形锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2

采用热分析法对不同组成的LiOH-LiNO3二元体系进行研究,绘制了具有最低共熔点的该二元体系T-x相图,该体系的最低共熔点为175.7℃.利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与前驱体球形Ni0.8Co0.2(OH)2混合烧结制备出了球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2.探讨了Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响.X射线衍射分析表明合成的材料具有规整的层状NaFeO2结构,SEM表明所得材料为球形.充放电测试表明在3.0~4.3的电压范围内,首次放电比容量可达170 mAh.g-1,充放电效率为95.5%.结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的LiNi0.8Co0.2O2正极材料.     

高密度球形LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的制备及性能

采用控制结晶法合成球形 β- Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 ,与L i OH.H2 O 混合 ,在 75 0℃通 O2 热处理 8h 合成球形L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末。用 X光衍射和扫描电镜分析对 β- Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 和 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末的结构进行了表征。充放电测试表明该球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料具有优良的电化学性能 :首次充电比容量为 2 17m A.h.g- 1 ,放电比容量为172 m A.h.g- 1 ,5 0次充放电循环后保持初始放电比容量的97.5 %。该球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末的振实密度高达 2 .8g.cm- 3,远高于一般非球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料。高密度球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料用于锂离子电池可以显著提高电池的能量密度。     

以β-Co(OH)2为前驱体的锂离子电池正极材料LiCoO2

对ＬｉＣｏＯ２ 的结构与电化学性能进行了研究。采用控制结晶法合成出来的层状结构β－Ｃｏ（ＯＨ）２ 作为前驱体,和ＬｉＯＨ混和煅烧,制备出高活性的具有层状结构的锂离子电池正极材料ＬｉＣｏＯ２。试验中,通过差热 热重法分析了煅烧过程的反应机理; Ｘ 光衍射谱表明制得的ＬｉＣｏＯ２ 为α－ＮａＦｅＯ２ 层状结构的 ＨＴ－ＬｉＣｏＯ２; 扫描电镜照片显示β－Ｃｏ（ＯＨ）２ 是ＬｉＣｏＯ２ 优良的前驱体; 性能测试表明制得的ＬｉＣｏＯ２ 具有良好的电化学性能： 其首次充电容量为１５０．１ ｍ Ａｈ／ｇ, 放电容量为１４３．８ ｍ Ａｈ／ｇ, 充放电效率为９５．８％ 。     

高温固相法合成锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2研究

研究了高温固相法合成锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2时原材料、气氛、温度、时间、Li:(Ni Co)化学计量比例、氧气流量、二次烧结等参数对制备电极活性材料结构和电性能的影响，使用其优化后的工艺参数，制备出容量为170mAb/g的LiNi0.8Co0.2O2,并对此正极材料组成的电池性能进行了测试。     

LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的表面修饰及性能

锂离子电池正极材料和电解液之间的恶性相互作用引起正极材料和电池性能的劣化。将 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 ,L i OH.H2 O和 H3BO3以摩尔比 10 0 :1:2均匀混合 ,5 0 0℃热处理 10 h,在 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 表面包覆上一层 L i2 O- 2 B2 O3玻璃层。用 X光电子能谱、扫描电镜和 X光衍射分析对包覆前后 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 的结构进行了表征。结果表明 ,表面修饰有效地抑制了 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 和电解液之间的恶性相互作用 ,材料的实际比容量提高 ,充放电循环稳定性改善 ,自放电速率减小。表面修饰处理是改善锂离子电池正极材料综合性能的有效途径     

α-Ni_(0.8)Co_xAl_(0.2-x)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·zH_2O配位沉淀法合成和电化学性能

为了改善铝代α-Ni(OH)2的电化学性能,用共沉淀法合成了含不同配比Al3+、Co3+的Ni(OH)2.样品经CT、XRD、FTIR、SEM等表征为α-Ni0.8CoxAl0.2-x(OH)2.2-0.5y(CO3)y.zH2O.恒电流充放电和微电极CV等测试表明:Co3+的摩尔分数在0.02~0.04时,合成的样品作为氢镍电池的正极材料,在放电比容量、电极可逆性和稳定性等方面均得到改善.Co3+发挥了稳定α相结构、增强导电性等多重作用.     

球形Ni(OH)2包覆钴化合物的积分进料工艺

为提高镍电极活性材料之间的导电性,在电极制作过程中需添加适量的导电剂,通过混合式工艺添加的导电剂,其利用率和分布均匀性受工艺条件的限制,得不到可靠的保证。提出了一种积分进料的工艺方法,在球形Ni(OH)2的表面包覆上了一层钴的化合物;并利用扫描电子显微技术（SEM）对包覆效果进行了分析和研究,对积分进料工艺进行了结晶学方面的分析,提出了积分进料工艺的数学模型。结果表明,包覆层分布均匀、稳定;使用改性后材料制备的镍电极,其电阻降低,活性材料的利用率提高,大电流充放电性能得到了明显的改进。     

纳米Ni(OH)_2微粉的低温固相制备

用室温下的固-固反应制备出纳米级Ni(OH)2微 粉,反应条件温和,操作方法简单,是一种全新的、可工业化生产的方法.     

锂离子电池正极材料LiNi0.8-xCo0.2 AlxO2的制备及性能

采用高温固相反应合成了具有二维层状结构的化合物LiNi0.8-xCo0.2AlxO2,用X-射线衍射、热重和模拟电池的充放电对所得样品的结构、热稳定性和电化学性能进行了测试.结果表明,通过湿法球磨混合和两阶段烧结可以在空气中合成结晶良好的六方单相晶体;用-βNiOOH作为镍源时产物更易生成;当铝添加量在0~10%(摩尔分数)之间时,A1含量对材料的热稳定性和放电电压的影响比较大,而对材料的放电容量影响不明显.     

氧化镍钴锂(LiNi0.8Co0.2O2)为正极的高比能量18650型锂离子电池研究

对高比容量、低成本的氧化镍钴锂材料的合成及其在18650型锂离子电池中的性能进行了研究,合成出的批量5kg的氧化镍钴锂材料的放电比容量达到180mAh/g以上．以其为正极,MCMB和天然石墨为负极组装的一批18650电池,最高放电容量为2297mAh,质量比能量为190Wh/kg;电池100％DOD,800mA充放循环600次,容量为初始容量的65％;50％DOD,1A充放循环1000次,放电终了电压由3.45下降到2.98V;电池经过过充、过放、短路、挤压等安全试验,未发生起火、爆炸现象．对电极的制作工艺和电池的设计工艺进行优化,设计出的18650样品电池容量为2530mAh,质量比能量达到210wh/kg,体积比容量550wh/L．     

Ni(OH)2/USY分子筛复合材料的制备及其超级电容性能

以USY分子筛为模板,用液相共沉淀方法合成出Ni(OH)2/USY复合材料.用XRD、TEM对Ni(OH)2/USY复合材料的微观结构进行表征分析.结果表明,纳米级高分散、疏松填充的Ni(OH)2材料具有良好的电解质OH-离子电化学可及性和快的扩散速率,循环伏安和恒流充放电测试均表明该材料具有良好的超级电容特性,该材料的单电极比电容高达1 670 F/g.     

Cd对氢氧化镍电极性能影响的研究

本文利用阴极极化电沉积法和化学浸渍法分别制备了含Ｃｄ量在５％以内的薄膜式和烧结式氢氧化镍电极，借助循环伏 安和恒电位阶跃等技术考察了薄膜电极在氧化还原过程中质子的扩散系数，结果为１０＾－１０－１０＾－９ｃｍ６２／ｓ；并研究了烧结式电极恒电流放电性能，其放电中值电位较好，在与Ｃｏ同时添加的情况下，该值决定了两者的含量比。     

纳米Ni(OH)2微粉的低温固相制备

用室温下的固-固反应制备出纳米级Ni(OH)     

葡萄糖的添加对富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2的影响

采用溶胶凝胶法制备合成富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂,在前期配制金属离子溶液时,通过添加不同量的葡萄糖（葡萄糖添加量分别为试剂总质量的0,6%,12%,36%,48%）来分析其对Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂的结构、形貌、电化学性能以及倍率性能的影响.恒流充放电测试结果显示,少量葡萄糖（6%,12%）加入,可以明显提高材料首次放电比容量.0.05C首次放电比容量由未加入葡萄糖材料的174 mAh/g提升至添加12%葡萄糖材料的265.9 mAh/g.倍率性能测试结果显示,葡萄糖的加入可以明显提高材料倍率性能.其中葡萄糖添加量为48%的材料倍率性能最好,首次放电比容量达到141 mAh/g,经过0.05C,0.1C,0.2C,0.5C,1C循环测试后再进行0.1C循环测试30次,放电比容量为110 mAh/g,容量保持率为78%.