三元材料现状与新型三元材料开发.ppt

三元材料技术现状与几款新型三元材料介绍锂锰氧正极材料三元素系磷酸铁锂系锂镍氧二元素系锂钴氧引入钴稳定其二维层状结构价格低廉放电比容量低高温性能不佳二价锰溶于电解液比容量高放电倍率佳安全性好成本低容量高价格低廉结构不稳定合成难度大循环性能好低温性能差合成的批次稳定性差性能稳定价格高钴是有毒元素锂锰氧锂钴氧锂镍氧二元素系磷酸铁锂系三元素系正极材料容量和电压关系图优点缺点循环寿命长首次充放电效率低平台相对较低安全性能好比容量高三元材料(LiNixCoyMnzO2)特征价格低廉三元协同效应Ni,可提高材料的容量Mn,降低材料成本,提高安全性和稳定性Co,减少阳离子混合占位,稳定层状结构目前商业化三元系列材料LiNi1/3Co1/3Mn1/?LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有和LiCoO2 十分相似的α-NaFeO2层状结构,其中过渡金属元素Co、Ni、Mn分别以+3 、+2 、+ 4 价态存在。锂离子占据岩盐结构的3a 位,镍、钴和锰离子占据3b 位,氧离子占据6c 位。参与电化学反应的电对分别为Ni 2+ / Ni 3 +、Ni 3 + / Ni 4 +和Co 3 +/ Co 4 +。?LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在不同温度及倍率下结构变化较小,所以材料具有很好的稳定性。?LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2由于采用镍锰取代价格昂贵的钴,使材料具有相对低廉的价格。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的主要制备方法溶胶-凝胶法喷雾干燥法共沉淀法共沉淀法固相反应法固相反应法氢氧化物共沉淀法氢氧化物共沉淀法碳酸盐共沉淀法碳酸盐共沉淀法振实密度高形貌容易控制加工性能好工业化主要方法振实密度较低形貌难控制加工性能差LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2Ni、Co、Mn离子混合液沉淀剂沉淀反应(PH、T、搅拌速度)陈化、洗涤、过滤、干燥前躯体混合、球磨烧结、粉碎分级LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂源共沉淀法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2