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相似文献
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1.
层状Li(Ni1-xCox)O2结构研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
0引言层状钴酸锂是目前锂离子电池主要正极材料,但是,随着锂离子电池的广泛使用,急需比钴酸锂价格低和来源广泛的正极材料,层状锰酸锂和层状镍酸锂受到重视。由于锰氧化物存在有J-T效应,因此,严格意义上的层状锰酸锂的制备极其困难。制备层状镍酸锂也非常困难,高温反应极易生成Li1-xNi1 xO2,具有此种结构的镍酸锂存在严重首次能量衰减和循环性能下降的缺点。采用其他元素掺杂镍酸锂克服其缺点的研究已经很多,其中钴掺杂镍酸锂由于显示了良好的效果而被认为是最有希望替代钴酸锂的锂离子电池正极材料。有关层状镍钴酸锂的研究很多,但不少的…  相似文献   

2.
Lin ZHUANG 《物理化学学报》2017,33(7):1271-1272
<正>钠具有资源丰富、价格低廉、环境友好以及与锂相似的电化学性质等特点。相比于锂离子电池,钠离子电池更适合应用于大规模储能,近年来得到了研究人员的广泛关注~(1,2)。目前,所研究的钠离子电池正极材料主要有层状金属氧化物、隧道型金属氧化物、普鲁士蓝类化合物和聚阴离子型化合物等。其中,层状过渡金属氧化物正极材料由于体系丰富、电化学活性  相似文献   

3.
钠离子电池层状过渡金属氧化物正极材料具有价格低廉、比容量相对高的特点,是未来大型储能电站等能源转型设施的重要候选者,与锂离子电池在市场中的应用场景互为补充,为能源转型提供了有力支持,钠离子电池以Na+特有的理化性质而具有极大的开发潜力。然而,层状过渡金属氧化物正极材料在充放电过程伴随着钠离子的嵌入、脱出会产生一系列不利于其电化学性能的变化,如过渡金属溶解、结构相转变、相对较低的能量密度和较差的空气稳定性与循环稳定性,因此对正极材料的结构与性能进行优化变得尤为重要。近10年来许多研究学者针对层状正极材料的失效机制进行了结构上的优化,得到了性能相对良好的正极材料,报道了当前层状过渡金属氧化物正极材料的电化学性能失效机制、改性手段的现状,对钠离子层状氧化物正极材料面临的挑战进行了总结,并对未来发展需要解决的关键问题做出了展望。  相似文献   

4.
锂离子电池用富锂层状正极材料   总被引:1,自引:0,他引:1  
吴承仁  赵长春  王兆翔  陈立泉 《化学进展》2011,23(10):2038-2044
正极材料与负极材料是锂离子电池重要组成部分。目前锂离子电池负极材料比容量通常在300mAh/g以上,而正极材料比容量始终徘徊在150mAh/g。正极材料正在成为锂离子电池性能进一步提升的瓶颈。富锂层状正极材料是一类新型正极材料,其可逆容量在200mAh/g以上,其高容量特性引起人们的广泛关注。这类材料可以用xLi2MO3·(1-x)LiM'O2 (M 为Mn, Ti, Zr之一或任意组合; M'为Mn, Ni, Co之一或任意组合; 0≤x≤1)形式表示。由于其组成与结构的特殊性,这类富锂层状正极材料的充放电机理也不同于其它含锂过渡金属氧化物正极材料。本文介绍富锂层状正极材料的合成、结构与充放电机理,重点介绍近年来通过改性提高其电化学性能方面的研究进展,指出目前富锂材料研究中存在的问题,探讨未来的研究重点。  相似文献   

5.
惠鹏  杨蓉  邓七九  燕映霖  许云华 《化学通报》2019,82(11):982-988
锂硫电池因其能量密度高、原料丰富和价格低廉等优势而被认为是下一代的重要储能器件。但是,锂硫电池的发展仍面临诸多问题,包括多硫化物的穿梭效应、单质硫的导电性差、充电过程中硫体积膨胀导致的库仑效率差、容量快速衰减以及锂负极的腐蚀等。近年来,金属氧化物由于具有可吸附多硫化物、提高多硫化物之间的相互转化能力、形成3D形态纳米级结构及对主体材料与多硫化物之间的结合能发挥着关键作用等优点在锂硫电池正极材料的改性方面得到广泛应用。本文综述了多类金属氧化物(过渡金属氧化物、二元及多元金属氧化物、其他金属氧化物)在锂硫电池正极复合材料改性中的研究进展,并对金属氧化物在锂硫电池中的应用前景进行了展望。  相似文献   

6.
谢佶晟  肖竹梅  左文华  杨勇 《化学学报》2021,79(10):1232-1243
钠离子电池凭借分布广泛和低成本的钠资源在大规模电化学能量存储领域受到广泛关注. 层状过渡金属氧化物作为一种重要的钠离子电池正极材料, 具有比容量高、电化学可逆性相对较好和化学组成丰富且可调的特征, 得到广泛关注. 其中钴酸钠是一种典型层状过渡金属氧化物, 自20世纪80年代就得到大量研究. 由于钴酸钠含有丰富的电化学信息, 基于其充放电过程进行的机理研究对理解钠离子电池层状氧化物体系具有重要意义. 因此在介绍钴酸钠的常见结构类型与合成相图的基础上, 本文着重综述了不同结构钴酸钠在充放电过程中结构变化和电荷补偿机理的研究进展, 同时讨论了上述机制对电化学性能的影响. 本综述旨在为深入研究并建立层状过渡金属氧化物正极材料电化学过程中的构效关系提供支持.  相似文献   

7.
陈军 《物理化学学报》2019,35(4):347-348
<正>由于全球分布广泛的钠资源以及价格低廉的钠盐成本,钠离子电池有望应用于未来大规模储能领域~(1,2)。层状过渡金属氧化物正极材料是目前最有希望实现商业化的正极材料之一,根据钠离子在过渡金属层间的占位方式不同和单位晶胞氧层堆积方式的差异,层状正极材料热力学稳定相主要分为P2型和O3型两类。O3型正极材料中,  相似文献   

8.
锂离子电池正负极材料研究进展   总被引:9,自引:2,他引:9  
本文阐述了近年来锂离子电极材料的合成、结构以及性能等方面的发展状况。正极包插嵌锂的层状LixMO2和尖晶石型结构的LixM2O4的过渡金属氧化物(M=Co,Mn,V),负极材料包括石墨、焦碳、活性碳、低温热解碳以及金属氧化物等。  相似文献   

9.
锂离子电池电极材料研究进展   总被引:44,自引:0,他引:44  
本文综述了锂离子电池中正、负电极材料的制备、结构与电化学性能之间的关系。正极材料包括嵌锂的层状L ixMO 2 和尖晶石型L ixM 2O 4 结构的过渡金属氧化物(M =Co、N i、M n、V ) , 负极材料包括石墨、含氢碳、硬碳和金属氧化物。侧重于阐述控制锂离子电池循环过程中可逆嵌锂容量和稳定性的嵌锂电极材料的结构性质。给出118 篇参考文献。  相似文献   

10.
唐秀花  刘宗怀  张成孝  周青 《化学学报》2006,64(21):2178-2184
Na型层状锰氧化物于0.1 mol/L HCl 溶液中离子交换制得前驱体H型层状锰氧化物. H型层状锰氧化物在十二胺乙醇溶液中反应得到层间距为2.62 nm的中间产物——十二胺插入的层状锰氧化物, 该中间产物在异丙醇钛和乙醇的混合溶液中溶剂热处理得到层间距为1.24 nm的钛酸柱撑层状锰氧化物. 在300 ℃条件下经2 h焙烧得到二氧化钛铸型氧化锰微孔材料. 应用XRD, DSC-TGA, SEM, TEM, IR, 氮气吸附实验及元素分析进行了不同阶段所得试样的分析表征. 结果表明十二胺分子在锰氧层间的最大插入量为2.2 mmol/g, 异丙醇钛分子的置换插入生成了组成为Mn7.00Ti1.74O23.3(C12H25NH2)0.52•1.93H2O的铸型层状锰氧化物. 300 ℃焙烧处理所得二氧化钛铸型氧化锰微孔材料的比表面积为140 m2/g.  相似文献   

11.
锂离子电池纳米正极材料   总被引:4,自引:0,他引:4  
综述了锂离子电池纳米正极材料的研究进展,阐述了这种材料用于锂离子电池的优势和存在的问题,把纳米正极材料分为过渡金属嵌锂化合物、金属氧化物和金属硫化物和其它纳米正极材料。归纳了不同纳米正极材料的主要制备方法,探讨了材料的制备方法与其结构、形貌和电化学性能之间的关系,展望了纳米正极材料用于锂离子电池的未来前景。  相似文献   

12.
High energy‐density lithium‐ion batteries are in demand for portable electronic devices and electrical vehicles. Since the energy density of the batteries relies heavily on the cathode material used, major research efforts have been made to develop alternative cathode materials with a higher degree of lithium utilization and specific energy density. In particular, layered, Ni‐rich, lithium transition‐metal oxides can deliver higher capacity at lower cost than the conventional LiCoO2. However, for these Ni‐rich compounds there are still several problems associated with their cycle life, thermal stability, and safety. Herein the performance enhancement of Ni‐rich cathode materials through structure tuning or interface engineering is summarized. The underlying mechanisms and remaining challenges will also be discussed.  相似文献   

13.
Nanorods of MnO2, Mn3O4, Mn2O3 and MnO are synthesized by hydrothermal reactions and subsequent annealing. It is shown that though different oxides experience distinct phase transition processes in the initial discharge, metallic Mn and Li2O are the end products of discharge, while MnO is the end product of recharge for all these oxides between 0.0 and 3.0 V vs. Li+/Li. Of these 4 manganese oxides, MnO is believed the most promising anode material for lithium ion batteries while MnO2 is the most promising cathode material for secondary lithium batteries.  相似文献   

14.
Ti, F复合掺杂改进LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的电化学性能   总被引:5,自引:0,他引:5  
采用复合离子掺杂技术对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行改性, 并对材料的结构及电化学性能进行了考察.  相似文献   

15.
Improving the preparation technology and electrochemical performance of cathode materials for lithium ion batteries is a current major focus of research and development in the areas of materials, power sources and chemistry. Sol-gel methods are promising candidates to prepare cathode materials owing to their evident advantages over traditional methods. In this paper, the latest progress on the preparation of cathode materials such as lithium cobalt oxides, lithium nickel oxides, lithium manganese oxides, vanadium oxides and other compounds by sol-gel methods is reviewed, and further directions are pointed out. The prepared products provide better electrochemical performance, including reversible capacity, cycling behavior and rate capability in comparison with those from traditional solid-state reactions. The main reasons are due to the following several factors: homogeneous mixing at the atomic or molecular level, lower synthesis temperature, shorter heating time, better crystallinity, uniform particle distribution and smaller particle size at the nanometer level. As a result, the structural stability of the cathode materials and lithium intercalation and deintercalation behavior are much improved. These methods can also be used to prepare novel types of cathode materials such as nanowires of LiCoO2 and nanotubes of V2O5, which cannot be easily obtained by traditional methods. With further development and application of sol-gel methods, better and new cathode materials will become available and the advance of lithium ion batteries will be greatly promoted.  相似文献   

16.
Layered structural lithium metal oxides with rhombohedral α-NaFeO2 crystal structure have been proven to be particularly suitable for application as cathode materials in lithium-ion batteries. Compared with LiCoO2, lithium nickel manganese oxides are promising, inexpensive, nontoxic, and have high thermal stability; thus, they are extensively studied as alternative cathode electrode materials to the commercial LiCoO2 electrode. However, a lot of work needs to be done to reduce cost and extend the effective lifetime. In this paper, the development of the layered lithium nickel manganese oxide cathode materials is reviewed from synthesis method, coating, doping to modification, lithium-rich materials, nanostructured materials, and so on, which can make electrochemical performance better. The prospects of lithium nickel manganese oxides as cathode materials for lithium-ion batteries are also looked forward to.  相似文献   

17.
锂离子电池三元正极材料的研究进展   总被引:5,自引:0,他引:5  
含有三种过渡金属元素的镍钴锰酸锂(Li(Ni,Co,Mn)O2,简称三元材料)作为最有商业化前途的锂离子电池正极材料,近年来受到了研究者和工业界广泛关注,有望成为动力电池的主要正极活性物质.本文对几种主要组成的三元材料(111,523,424,811)的合成工艺、材料掺杂和表面包覆改性、电解液匹配三方面的最新研究进展进行了综述,并对其商业化应用前景进行了展望和评价.  相似文献   

18.
锂离子二次电池锰系正极材料   总被引:7,自引:0,他引:7  
卫敏  路艳罗  杨文胜  段雪 《化学通报》2002,65(8):516-526
综述了锂离子二次电池锰系正极材料的研究进展,侧重于阐述尖晶石型及层状锰酸锂的制备、结构与电化学性能之间的关系。  相似文献   

19.
任慢慢  刘素文  卢启芳 《化学进展》2011,23(9):1985-1992
商业化锂离子电池以锂过渡金属氧化物作正极材料,由于安全性等问题限制了其更广泛的应用。在已经研究和开发的众多新型锂离子电池正极材料中,钒系磷酸盐由于具有较高的对锂电位和理论比容量而成为研究热点。本文综述了各种钒系磷酸盐类锂离子电池正极材料的研究现状,重点对各种材料的结构、制备方法和电化学性能进行了总结,并对改善材料综合性能的方法和机理进行了探讨。  相似文献   

20.
Lithium‐rich layer‐structured oxides xLi2MnO3? (1?x)LiMO2 (0<x<1, M=Mn, Ni, Co, etc.) are interesting and potential cathode materials for high energy‐density lithium ion batteries. However, the characteristic charge compensation contributed by O2? in Li2MnO3 leads to the evolution of oxygen during the initial Li+ ion extraction at high voltage and voltage fading in subsequent cycling, resulting in a safety hazard and poor cycling performance of the battery. Molybdenum substitution was performed in this work to provide another electron donor and to enhance the electrochemical activity of Li2MnO3‐based cathode materials. X‐ray diffraction and adsorption studies indicated that Mo5+ substitution expands the unit cell in the crystal lattice and weakens the Li?O and Mn?O bonds, as well as enhancing the activity of Li2MnO3 by lowering its delithiation potential and suppressing the release of oxygen. In addition, the chemical environment of O2? ions in molybdenum‐substituted Li2MnO3 is more reversible than in the unsubstituted sample during cycling. Therefore molybdenum substitution is expected to improve the performances of the Li2MnO3‐based lithium‐rich cathode materials.  相似文献   

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