锂电池正极三元材料技术现状与新型三元材料nlw

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,锂电池正极三元材料技术现状与新型三元材料nlw,正极材料种类及优缺点,目前商业化的三元材料,三元材料的制备方法,电化学性能及物理性能,存在问题,改性,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,正极材料种类,三元协同效应,Ni,，可提高材料的容量,Mn，降低材料本钱，提高平安性和稳定性,Co，减少阳离子混合占位，稳定层状构造,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,电压平台相对较低,平安性能好,比容量高,三元材料LiNixCoyMnzO2特征,价格低廉,正极材料种类及优缺点,目前商业化的三元材料,三元材料的制备方法,电化学性能及物理性能,存在问题,改性,目前商业化三元系列材料,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,LiNiCoMnO,2,LiNiCoMnO,2,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有和LiCoO2 十分相似的-NaFeO2 层状构造，其中过渡金属元素Co、Ni、Mn 分别以+3 、+2 、+ 4 价态存在。锂离子占据岩盐构造的3a 位，镍、钴和锰离子占据3b 位，氧离子占据6c 位。参与电化学反响的电对分别为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构造变化较小，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。,LiNiCoMnO2与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2属于一个系列的三元正极材料，镍钴锰价态分别是+2，+3，+4。由于降低了钴含量，增加了锰含量，使产品更具有本钱优势。当然钴含量低的情况下，材料的稳定性会有所下降，材料的倍率性能和循环性能有待进一步提高。,制备方法与改性方法与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2类似,LiNiCoMnO,2,LiNiCoMnO2与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2相比具有更高的镍含量，可以使材料的克容量发挥的更高，提高电池的体积能量密度，是目前用量很大的三元材料。,然而由于化合价平衡的限制，使材料中镍有一局部以三价的形式存在，混合价态使得523的 PH值比较高，左右，控制不好的话极片比较容易吸水，但因为容量高，性价比好，几乎所有的铝壳厂都会用来混钴酸锂提高能量密度，混锰酸锂的也非常多，因为现在523的高温性能得到了明显的改善。很多软包开场用523。,LiNiCoMnO,2,正极材料种类及优缺点,目前商业化的三元材料,三元材料的制备方法,电化学性能及物理性能,存在问题,改性,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,的主要制备方法,溶胶,-,凝胶法,喷雾枯燥法,共沉淀法,固相反响法,氢氧化物共沉淀法,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,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,Ni,、,Co,、,Mn,离子混合液,沉淀剂,沉淀反响PH、T、搅拌速度,陈化、洗涤、过滤、枯燥,前躯体,混合、球磨,烧结、粉碎分级,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,锂源,共沉淀法制备,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,正极材料种类及优缺点,目前商业化的三元材料,三元材料的制备方法,电化学性能及物理性能,存在问题,改性,测试局部：,首次放电比容量，循环寿命，倍率性能，上下温下充放电容量，循环伏安，交流阻抗；,粒径分布，比外表积测定，振实密度测定；XRD，DSC，SEM，TEM。,了解测试局部出现问题对应合成过程中的条件控制，从而优化条件，做出更好的产品,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,的电化学性能及物理性能,河南思维能源材料研制生产的球形或类球形三元正极材料TTM-812用于锂离子电池时，容量发挥稳定145mAh/g，1C，循环寿命长(800次，1C)，高倍率放电性能佳15C，耐过充能力强，是国内外同类产品的佼佼者。具有LiCoO2的优良电化学性能和更优良的平安性能，是替代LiCoO2的理想正极材料；可逆克容量、平安性能和循环性能高/优于LiMn2O4。,充放电曲线扣式电池,循环性能,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,存在的问题,1.,材料的首次充放电效率低,2.,锂层中阳离子的混排，对材料的,首次充放电效率及循环稳定性都有影响,3.,材料的放电电压平台较,LiCoO,2,低，有待提高,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,的改性,离子掺杂,LiNi,1/3,Co,1/3,Mn,1/3,O,2,主要改性方法有：,外表包覆,低钴层状三元材料：钴是价格昂贵的稀缺资源，降低钴含量可以节约材料的本钱。目前已有钴含量降到15%的材料得到应用。,高镍层状三元材料：高镍体系材料合成要在氧气气氛下合成，合成难度较大，容易产生锂镍混排，影响材料的性能。但是增加镍含量可以增加材料的克容量，高镍产品必然是将来大型电池开展的一种理想材料。,层状镍锰二元材料：LiNiMnO2中Mn 以Mn 4+形式存在，充放电过程中，锰不参加电化学反响，起到稳定材料晶体构造的作用，具有优良的电化学性能但是该材料合成困难，在合成中由于存在杂相而影响材料性能,5V尖晶石构造镍锰二元材料：其中以LiNiMn04研究的最多，伴随构造稳定的钛酸锂负极的技术成熟，合成性能优良的5V电池材料配合钛酸锂负极可以得到电压始终循环稳定的电池体系。,LiNixCoyMnzO2的开展动向,LiNixCoyMnzO2中提高镍的含量能大大提升材料的比容量，降低钴的含量又能降低材料本钱，因此，河南思维能源材料自主研发生产的TTM-701515LiNiCoMnO2具有比容量高、循环性能优异、高温储存性能好等特点。适用于高容量圆柱锂离子电池和其它锂离子电池。,LiNiCoMnO,2,SEM,TTM-701515,TTM-701515 充放电曲线扣式电池,TTM-701515 循环曲线全电池,300,周容量,保持率,90%,谢谢,