锂离子电池正极材料镍钴锰

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为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锂离子电池正极材料镍钴锰　　锂离子电池正极材料现状及镍钴锰三元材料市场细分　　摘要随着中国快速发展的经济和信息时代对电池新材料需求的增加，中国电池新材料市场将不断扩大。镍钴锰三元材料凭借电压稳定、容量高、振实密度较大、能量密度大等优点，逐年扩大在电池正极材料的市场份额，得到广泛的应用。同时，根据三元材料特点及优势进行市场细分，从而满足不同用途的市场细分的客户要求。　　关键词锂离子电池；正极材料；镍钴锰三元材料；市场细分　　0引言目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　随着中国快速发展的经济和信息时代的到来对电池新材料需求的增加，以及手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机等电子产品和电动汽车、电动工具等能源动力产品对新型、高效、环保电池材料的强劲需求，中国电池新材料市场将不断扩大。锂离子电池凭借电压稳定、容量高、能量密度大、自放电少、循环寿命长、消耗低、环境友好等优势逐步替代铅酸电池，广泛应用于电动车、电动工具、手机、笔记本电脑等领域。作为决定锂离子电池性能的关键材料，正极材料的研发生产至关重要。高能密度、长循环寿命和高安全性正极材料已成为世界各国研发和关注的热点。同时，随着信息爆炸的时代的到来，3G手机和笔记本电脑的快速发展和普及以及新能源汽车的大规模商业化都将为锂电池正极材料带来新机遇，在巨大的市场力推动下，锂离子电池的技术和产业化必将获得更快发展。目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。磷酸铁锂的安全性和循环寿命好，但振实密度小、电池的倍率性能特别是低温倍率性能较差，；锰酸锂具备低成本与高倍率性能的优势，但是高温循环与储存性能差；钴酸锂结构稳定性佳、能量密度高，但是价格昂贵、容量有限、资源紧缺、安全性差。三元材料，综合了LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2三种材料的优点，成本比LiCoO2大大降低，循环性能良好，其综合性能优于以上任一单一正极材料。三元材料比容量高、振实密度较大、能量密度大，可用于中小型动力电池，应用在小轿车、电动自行车，以及各种手持、便携式电动工具上。当前三元材料动力电池主要应用在电动工具和电动车领域。目前国内三元材料供应商主要有振华电子、深圳天骄、当升科技、余姚金和、湖南瑞翔、天津巴莫等，国内现有的前驱体供应商有河南科隆、余姚金和、金川等。　　1三元材料的合成结构、特点及市场细分目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　三元材料中，Ni是材料的主要活性物质之一，可提高材料的容量，但Ni含量过高，在循环过程中容量损失大。Co也是材料的主要活性物质之一，能提高材料的放电容量和高倍率放电性能。Mn良好的电化学惰性，使材料始终保持稳定的结构。因此，三元材料综合了单一组分材料的优点。由于Ni、Co、Mn原子结构相似，在保持结构不变的前提下，能以任意比例配比，得到一系列性能不同的镍钴锰三元材料，根据其特点及优势进行市场细分，使其各自优点得以最大限度的发挥，从而满足不同用途的市场细分的客户要求。　　三元系锂电池正极材料研究现状　　摘要：综述了近年来锂离子电池层状Li-Ni-Co-Mn-O正极材料的研究进展，重点介绍了正极材料LiNil/3Col/3Mnl/3O其合成方法电化学性能以及掺杂、包覆改性等方面的研究结果。　　三元系正极材料的结果：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　LiMnxCoyNi1-x-yO2具有α-2NaFeO2层状结构。Li原子占据3a位置,Ni、Mn、Co随机占据3b位置,氧原子占据6c位置。其过渡金属层由Ni、Mn、Co组成,每个过渡金属原子由6个氧原子包围形成MO6八面体结构,而锂离子嵌入过渡金属原子与氧形成的(MnxCoyNi1-x-y)O2层之间。在层状锂离子电池正极材料中均有Li+与过渡金属离子发生位错的趋势,特别是以结构组成中有Ni2+存在时这种位错更为突出。抑制或消除过渡金属离子在锂层中的位错现象是制备理想α-2NaFeO2结构层状正极材料的关键，在LiMnxCoyNi1-x-yO2结构中,Ni2+的半径(rNi2+=)与Li+的(rLi+=)半径接近,因此晶体结构会发生位错,即过渡金属层中的镍原子占据锂原3a的位置,锂原子则进驻3b位置。在Li+层中,Ni2+的浓度越大,则Li+在层状结构中脱嵌越困难,电化学性能越差。而相对于LiNiO2及LiNixCo1-x-yO2,LiMnxCoyNi1-x-yO2中这种位错由于Ni含量的降低而显著减少。同时由于Ni2+的半径(rNi2+=0.069nm)大于Co3+(rCo3+=0.0545nm)和Mn4+(rMn4+=0.053nm),LiMnxCoyNi1-x-yO2的晶格常数有所增加。　　由于充分综合镍酸锂的高比容量、钴酸锂良好的循环性能和锰酸目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　锂的高安全性及低成本等优点,利用分子水平的掺杂、包覆和表面修饰等方法来合成锰镍钴等多元素协同的复合正极材料,因其良好的研究基础及应用前景而成为近年来研究热点之一。对于LiMnxCoyNi1-x-yO2材料来说,各元素的比例对其性能有显著的影响。Ni的存在能使LiMnxCoyNi1-x-yO2的晶胞参数a和c值分别增加,c/a减小,晶胞体积增大,有助于提高材料的可逆嵌锂容量。但过多Ni2+的存在又会因为位错现象而使材料的循环性能变差。Co能有效稳定复合物的层状结构并抑制3a与3b位置阳离子的混合,即减小Li层与过渡金属层的阳离子混合,从而使锂离子的脱嵌更容易,并能提高材料的导电性以及改善其充放电循环性能;但随Co的比例增大,晶胞参数中的c和a值分别减小(但c/a值增加),晶胞体积变小,导致材料的可逆嵌锂容量下降。而引入Mn后,除了能大幅度降低成本外,还能有效改善材料的安全性能。但Mn的含量太高则容易出现尖晶石相,从而破坏材料的层状结构。　　LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学特征　　LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极材料在充电过程中的反应有以下特征：　　在之间有两个平台且容量可以充到/g,为理论容量的91%。　　通过XANES和EXAFS分析得到左右为Ni2+/Ni3+,在　　之间为Ni3+/Ni4+。当高于时，Ni4+不再参与反应。　　Co3+/Co4+与上述两个平台都有关。　　充到时Mn4+没有变化，因此Mn4+只是作为一种结构　　物质而不参与反应。　　通过其在的循环伏安图可以看出LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2第一次在有一不可逆阳极氧化峰，对应于第一次不可逆容量。在有一阳极氧化峰，这一对氧化还原峰在反复扫描时，峰电位和峰强度都保持不变，说明这种材料具有良好的稳定性。　　合成方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响　　LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法主要有固相法，共沉淀法，溶胶-凝胶法和喷雾热解法。　　固相法目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　固相法是将计量比例的锂盐，镍和钴及锰的氧化物或盐混合，在高温下处理，由于固相法中Ni,Co,Mn的均匀混合需要相当长的时间，因此一般要在1000℃以上处理才能得到性能良好的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。通过EXAFS研究，发现首次放电效率小是由于在放电过程中，Ni4+没有完全还原成Ni3+造成的。　　金属乙酸盐与锂盐混合烧结—有机盐　　Cheng等人将充分混合的化学计量的LiCH3COO?2H2O、Ni(CH3COO)2?4H2O、Mn(CH3COO)2?4H2O和Co(CH3COO)2?4H2O混合物加热到400℃得到前驱体。球磨1h,然后在空气中加热到900℃并保温20h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末,在充电电流密度为20mAh/g时,首次充电容量为176mAh/g,上限电压达4.5V,在50℃下循环35次容量保持率为81%以上,显示出较好的循环性能。　　金属氧化物与锂盐混合烧结　　ZhaoxiangWang等人将化学计量的Ni2O3(85%)、Co2O3(99%)和MnO2与7%过量的LiOH?H2O充分混合后在850～1100℃烧结24h得到纯相的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,其晶格参数为a=,c=nm,XRD衍射图谱说明产物具有a-NaFeO2型层状结构,晶型完美,电化学性能测试表现出良好的电化学性能。　　金属氢氧化物与锂盐混合烧结目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　Naoaki等人将Ni(OH)2、Co(OH)2和Mn(OH)2按Co∶Ni∶Mn=∶∶充分混合,球磨,在150℃下预热1h,然后在空气中加热到1000℃烧结14h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,其晶格参数为a=,c=与计算的理论结果(a=nm,c=)接近,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶胞体积为×10-30m3,其值在LiCoO2和LiNiO2之间。组装成实验电池后,在30℃下,在充电电流密度为mA/cm2时,在～V放电,充电容量为200mAh/g,并表现出优异的循环性能。　　共沉淀法　　用氢氧化物作沉淀剂　　Lee等人以NiSO4、CoSO4、MnSO4和NaOH为原料,以NH4OH为络合剂合成球形Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驱体,然后与LiOH?H2O充分混合,烧结得到层状球形的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末。组装成实验电池,～,～和～电压范围内LiNi1/3Co1/3Mn1/3O(转载于:写论文网:锂离子电池正极材料镍钴锰)2放电比容量分别为159,168mAh/g和177mAh/g,并且在30℃时在20mAh/g的电流密度下具有优异的循环性能。　　用碳酸盐作沉淀剂目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　禹筱元等人采用共沉淀法以NH4HCO3和Na2CO3为沉淀剂合成Ni、Mn、Co三元共沉淀前驱体,然后与Li2CO3球磨混合,在950℃下热处理20h,冷却到室温得产物为球形或近球形形貌,颗粒均匀的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。测得LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的晶格常数为a=,c=电性能测试表明Li/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在～V、C下的首次放电比容量为mAh/g，在～　　、1C下的初始放电比容量为mAh/g,循环100次后容量保持率为%。　　溶胶-凝胶法　　溶胶-凝胶法是将有机或无机化合物经溶液,水解等过程形成溶胶,在一定条件下凝胶化等过程而发生固化,然后经热处理制备固体氧化物的方法。此法制备的产物具有化学成分均匀、纯度高、颗粒小、化学计量比可以精确控制等优点,有利于材料晶体的生成和生长,可以降低反应温度,缩短反应时间。Kim等人,将Ni(CH3COO)2?4H2O、Mn(CH3COO)2?4H2O和Co(CH3COO)2?4H2O溶解到蒸馏水中,用乙醇酸作为络合剂,在反应过程中滴加NH4OH来调节pH值在～之间,然后将反应体系在70～80℃下蒸发得到粘性的透明胶体。将胶体在450℃于空气中烘5h得到粉末,球磨后于950℃烧结,并保温20h,淬冷至室温,得到非化学计量的Li[–x/–x/2]O2(0≤x≤)。经电性能测试,在～之间循环有较高的放电容量为:184～195mAh/g,表现出优异的电化学性能。　　锂离子电池正极材料现状及镍钴锰三元材料市场细分目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　摘要随着中国快速发展的经济和信息时代对电池新材料需求的增加，中国电池新材料市场将不断扩大。镍钴锰三元材料凭借电压稳定、容量高、振实密度较大、能量密度大等优点，逐年扩大在电池正极材料的市场份额，得到广泛的应用。同时，根据三元材料特点及优势进行市场细分，从而满足不同用途的市场细分的客户要求。　　关键词锂离子电池；正极材料；镍钴锰三元材料；市场细分　　中图分类号TM91文献标识码A文章编号1674--0067-02　　0引言目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　随着中国快速发展的经济和信息时代的到来对电池新材料需求的增加，以及手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机等电子产品和电动汽车、电动工具等能源动力产品对新型、高效、环保电池材料的强劲需求，中国电池新材料市场将不断扩大。锂离子电池凭借电压稳定、容量高、能量密度大、自放电少、循环寿命长、消耗低、环境友好等优势逐步替代铅酸电池，广泛应用于电动车、电动工具、手机、笔记本电脑等领域。作为决定锂离子电池性能的关键材料，正极材料的研发生产至关重要。高能密度、长循环寿命和高安全性正极材料已成为世界各国研发和关注的热点。同时，随着信息爆炸的时代的到来，3G手机和笔记本电脑的快速发展和普及以及新能源汽车的大规模商业化都将为锂电池正极材料带来新机遇，在巨大的市场力推动下，锂离子电池的技术和产业化必将获得更快发展。目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。磷酸铁锂的安全性和循环寿命好，但振实密度小、电池的倍率性能特别是低温倍率性能较差，；锰酸锂具备低成本与高倍率性能的优势，但是高温循环与储存性能差；钴酸锂结构稳定性佳、能量密度高，但是价格昂贵、容量有限、资源紧缺、安全性差。三元材料，综合了LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2三种材料的优点，成本比LiCoO2大大降低，循环性能良好，其综合性能优于以上任一单一正极材料。三元材料比容量高、振实密度较大、能量密度大，可用于中小型动力电池，应用在小轿车、电动自行车，以及各种手持、便携式电动工具上。当前三元材料动力电池主要应用在电动工具和电动车领域。目前国内三元材料供应商主要有振华电子、深圳天骄、当升科技、余姚金和、湖南瑞翔、天津巴莫等，国内现有的前驱体供应商有河南科隆、余姚金和、金川等。　　1三元材料的合成结构、特点及市场细分目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。