三元材料总结
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22家国内主要三元材料厂家产品性能总结三元材料是一种重要的材料,通常由锂镍钴酸锂(NCM)和锂锰酸锂(LMO)等主要成分制成。
它们被广泛应用于锂离子电池、电动汽车、家用电器等领域。
国内有许多主要的三元材料厂家,这篇总结将着重介绍22家国内主要三元材料厂家的产品性能。
1.比亚迪:比亚迪是国内领先的电动汽车和电池制造商,其三元材料具有高容量、长寿命、稳定性好的特点。
2.宁德时代:宁德时代是全球最大的动力电池制造商,其三元材料具有高能量密度、良好的充放电性能和稳定性。
3.BYD:BYD是一家综合型高科技企业,其三元材料具有高能量密度、低内阻、良好的循环寿命等优势。
4.LG化学:LG化学是韩国著名的化工公司,其三元材料具有高容量、高能量密度、优良的耐久性和稳定性。
5.三星SDI:三星SDI是韩国知名的电池制造商,其三元材料产品具有高能量密度、较长的循环寿命和良好的安全性能。
6.爱康科技:爱康科技是一家专注于锂离子电池材料研发的公司,其三元材料具有高容量、较长的循环寿命和优异的安全性能。
7.东正金属:东正金属是国内知名的三元材料制造商,其产品具有高能量密度、良好的充放电性能和较长的循环寿命。
8.永路新能源:永路新能源是一家专注于电池材料研发和生产的企业,其三元材料具有高容量、良好的稳定性和循环寿命。
9.鹏辉新能源:鹏辉新能源是一家具有自主知识产权的三元材料企业,其产品具有高能量密度、良好的安全性和长寿命。
10.恒立润滑:恒立润滑是一家专注于润滑油和电池材料研发和生产的企业,其三元材料具有良好的热稳定性和化学稳定性。
11.比克电池材料:比克电池材料是一家致力于电池材料研发和生产的企业,其三元材料具有高能量密度、良好的稳定性和循环寿命。
12.南京威凌:南京威凌是一家专注于电池材料研发和生产的企业,其三元材料具有高容量、较长的循环寿命和良好的安全性能。
13.海信集团:海信集团是一家综合型电子和家电企业,其三元材料具有高能量密度、较长的循环寿命和优秀的安全性能。
三元材料总结范文三元材料是指由锂、镍、钴和锰四种金属元素组成的材料。
它具有很高的能量密度、循环寿命长、充电速度快等优点,被广泛应用于电动汽车、移动电源、电池储能等领域。
下面是一篇关于三元材料的总结范文,供参考。
三元材料是一种由锂、镍、钴和锰四种金属元素组成的材料,被广泛应用于电动汽车、移动电源、电池储能等领域。
它具有很高的能量密度、循环寿命长、充电速度快等优点,在能源领域发挥着重要作用。
首先,三元材料具有很高的能量密度。
相较于传统的镍氢电池和铅酸电池,三元材料具有更高的储能能力。
由于其化学反应本身释放的能量比较大,可以为电动汽车提供更长的续航里程。
同时,三元材料还具有很高的耐高温特性,可以更好地适应电动汽车高温工作环境,进一步提升电池的储能能力。
其次,三元材料具有循环寿命长的特点。
钴材料本身具有较长的循环寿命,而锂镍锰材料的加入可以进一步提升电池的循环寿命。
这使得电池能够更好地经受长时间的使用,延长了电池的使用寿命。
对于电动汽车来说,这意味着更少的更换电池的次数,节省了维护成本。
此外,三元材料具有充电速度快的优点。
充电速度是一个电池性能的重要指标。
三元材料具有较快的充电速度,可以在短时间内完成充电,提高了电池的使用效率。
对于现代社会的节奏来说,这意味着更短的等待时间,提高了用户的使用体验。
然而,三元材料也存在一些问题。
首先,三元材料中的钴资源有限,导致成本较高。
钴是三元材料中的重要组成部分,但全球钴资源比较有限,价格较高。
这使得生产三元材料的成本较高,进一步提高了三元材料的价格。
其次,三元材料的安全性也是一个问题。
三元材料的电池在使用过程中会产生一定的热量,如果没有适当的散热措施,有可能引发火灾等安全问题。
因此,在使用三元材料的电池时需要注意安全性的问题。
综上所述,三元材料具有很高的能量密度、循环寿命长、充电速度快等优点,被广泛应用于电动汽车、移动电源、电池储能等领域。
在发展电动汽车和清洁能源的过程中,三元材料具有重要的作用。
三元材料制备方法引言:三元材料是指由三种不同的元素组成的材料,通常用于制造电池、光电器件以及催化剂等领域。
本文将介绍三种常用的制备三元材料的方法,分别是溶液法、固相法和气相法。
一、溶液法溶液法是一种常见且简单的制备三元材料的方法。
首先,将所需的三种原料溶解在适当的溶剂中,形成均匀的溶液。
然后,通过控制溶液的温度、pH值以及加入适量的还原剂或氧化剂等条件,使得三种原料在溶液中发生化学反应,生成所需的三元材料。
最后,将得到的产物进行过滤、洗涤和干燥等工序,得到纯净的三元材料。
二、固相法固相法是一种常用的高温合成三元材料的方法。
首先,将三种原料以适当的摩尔比例混合均匀,并进行研磨,以提高反应速率和反应效果。
然后,将混合物放入高温炉中,在一定的温度和时间条件下进行热处理。
在高温下,原料中的元素会发生扩散和反应,形成所需的三元材料。
最后,将反应产物进行冷却、研磨和筛分等处理,得到粒度均匀的三元材料。
三、气相法气相法是一种适用于制备纳米级三元材料的方法。
首先,将所需的三种原料以适当的比例混合,并将其蒸发或气化,得到气态的原料。
然后,将气态原料输送至反应室中,在高温和低压的条件下进行反应。
在反应室中,原料会发生气相反应,生成所需的三元材料。
最后,将反应产物进行冷却、收集和纯化等处理,得到纳米级的三元材料。
总结:制备三元材料的方法有很多种,本文主要介绍了溶液法、固相法和气相法这三种常用的制备方法。
溶液法适用于制备大尺寸、高纯度的三元材料;固相法适用于制备高温下的三元材料;气相法适用于制备纳米级的三元材料。
根据具体的需求和实际情况,选择合适的制备方法可以有效地获得所需的三元材料。
通过不断改进和创新,相信制备三元材料的方法将会越来越多样化,为各个领域的科学研究和工程应用提供更多的可能性。
目前三元材料被传得优势多多,先整理如下:
1、电池安全性能好。
三元锂电池在结构上采用铝塑软包装,有别于液态电芯的金属外壳,一旦发生安全隐患,电芯最多只会气鼓,不会产生认为危险。
2、锂离子电池的厚度小,能做得更薄。
普通液态锂电采用先定制外壳,后塞正负极村料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技术瓶颈,三元电芯则不存在这一问题,厚度可做到1mm以下,符合动力电池的需求方向。
3、电瓶重量轻。
三元电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%,较铝壳电池轻20%。
4、锂电池采用三元材料容量大。
电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高10~15%,较铝壳电池高5~10%,
5、三元锂电池内阻小,电池的内阻较一般液态电芯小,目前电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下,极大的降低了电池的自耗电,完全可以达到国际水平。
支持大放电电流的锂电是锂电池电动车的理想选择,成为最有希望替代铅酸电池的产品。
6、锂电池的形状可定制,电瓶可根据客户的需求增加或减少电芯厚度,开发新的电芯型号,开模周期短,有的甚至可以根据需求客户的要求形状量身定做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量。
7、锂电池的放电特性好,高倍率的动力电池采用胶体电解质,胶体电解质具有平稳的放电特性和更高的放电平台。
8、锂电池保护板更加合理,由于采用三元复合材料,电芯本身具有足够的安全性,所以三元锂电池具有更大的发展空间。
三元材料是什么
三元材料是指由三种不同元素组成的材料,通常是由两种金属元素和一种非金属元素组成。
这种材料因其独特的性能,在电池、催化剂、传感器等领域具有广泛的应用前景。
三元材料的研究和开发已经成为当今材料科学领域的热点之一。
首先,三元材料在电池领域具有重要的应用价值。
随着新能源汽车的兴起,锂离子电池作为一种重要的能源储存装置,对于提高电池的能量密度和循环寿命提出了更高的要求。
而采用三元材料作为正极材料,可以显著提高电池的性能,延长电池的使用寿命,从而推动新能源汽车产业的发展。
其次,三元材料在催化剂领域也有着重要的应用。
催化剂作为一种能够促进化学反应的物质,在环保和能源领域有着广泛的应用。
而采用三元材料作为催化剂,可以提高催化剂的活性和稳定性,降低催化剂的成本,从而促进环保和能源领域的发展。
此外,三元材料还在传感器领域展现出巨大的潜力。
传感器作为一种能够感知和测量环境参数的装置,在工业生产、环境监测等领域有着重要的应用。
而采用三元材料作为传感器的敏感材料,可以提高传感器的灵敏度和选择性,拓宽传感器的应用范围,从而推动传感器技术的进步。
综上所述,三元材料作为一种具有广泛应用前景的新型材料,其在电池、催化剂、传感器等领域的应用价值日益凸显。
随着材料科学研究的不断深入和技术的不断进步,相信三元材料将会在未来发展中发挥越来越重要的作用,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
三元催化器成分
摘要:
1.三元催化器的主要成分
2.载体和催化剂涂层的介绍
3.三元催化器的作用
4.三元催化器的结构
5.总结
正文:
三元催化器是一种重要的汽车尾气净化装置,它能够将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物转化为无害的气体,从而降低汽车尾气对环境的污染。
那么,三元催化器的主要成分是什么呢?
三元催化器的主要成分包括载体和催化剂涂层。
载体通常由陶瓷或金属制成,其形状有蜂窝状、网状等,用于支撑催化剂涂层。
催化剂涂层则由铂、铑、钯等贵金属以及二氧化铈、三氧化二铝等助催化剂组成,它们被涂在载体的内壁上,起到催化作用。
三元催化器的作用主要体现在降低汽车尾气的排放,其中最具代表性的是减少一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的排放。
在汽车尾气经过三元催化器时,催化剂涂层会与废气中的有害物质发生反应,使它们转化为无害的氮气、二氧化碳和水蒸气等物质,从而达到净化尾气的目的。
三元催化器的结构由壳体、减震垫、绝热层、载体和催化剂涂层等部分组成。
壳体通常由不锈钢制成,用于保护内部零件;减震垫和绝热层则用于减少
震动和保温;载体和催化剂涂层则是三元催化器的核心部分,它们共同作用,使尾气得到净化。
综上所述,三元催化器的主要成分是载体和催化剂涂层,它们共同作用,使汽车尾气中的有害物质得到转化,从而降低尾气对环境的污染。
三元材料氧化镍杂相摘要:一、三元材料氧化镍的概述二、三元材料氧化镍的杂相分类三、三元材料氧化镍的应用领域四、三元材料氧化镍的研究进展五、总结正文:一、三元材料氧化镍的概述三元材料氧化镍,顾名思义,是由三种元素组成的一种材料,其中镍作为主要元素,另外两种元素可以根据需求进行搭配。
氧化镍是一种具有重要应用价值的新材料,凭借其优异的性能,受到了广泛关注。
二、三元材料氧化镍的杂相分类三元材料氧化镍的杂相主要分为以下几种:1.岩盐相:在这种结构中,镍离子和氧离子以紧密堆积的方式排列,具有较高的热稳定性。
2.尖晶石相:尖晶石相氧化镍具有较稳定的晶体结构,适用于高温环境。
3.层状结构:这种结构具有较高的离子传输性能,有利于提高电池性能。
4.固溶体相:通过不同元素间的固溶作用,可以调整氧化镍的性能,满足不同应用领域的要求。
三、三元材料氧化镍的应用领域1.能源领域:氧化镍作为锂离子电池的正极材料,具有高能量密度、高循环寿命等优点,广泛应用于新能源汽车、便携式电子产品等领域。
2.催化剂领域:氧化镍作为一种优良的催化剂,可用于合成氨、石油裂化等工业过程。
3.电子元器件领域:氧化镍具有优良的导电性和磁性能,可用于制造场效应晶体管、磁性材料等。
4.环保领域:氧化镍可用于处理工业废水、废气等环境污染物。
四、三元材料氧化镍的研究进展近年来,我国在三元材料氧化镍领域取得了丰硕的研究成果。
研究重点包括:1.氧化镍的合成方法:发展了溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等多种合成方法,提高了氧化镍的纯度和性能。
2.氧化镍的改性:通过掺杂、复合等手段,优化氧化镍的性能,扩大其应用范围。
3.氧化镍的应用研究:不断探索氧化镍在新能源、环保等领域的新应用,为实际工程应用提供理论支持。
五、总结三元材料氧化镍作为一种具有广泛应用前景的新型材料,其研究正逐步深入。
三元材料和磷酸铁锂
三元材料,是指由三种化学成分(元素),组分(单质及化合物)或部分(零件)组成的材料整体,包括合金、无机非金属材料、有机材料、高分子复合材料等,广泛应用于矿物提取、金属冶炼、材料加工、新型能源等行业。
磷酸铁锂是一种锂离子电池电极材料,化学式为LiFePO₄(简称LFP),主要用于各种锂离子电池。
与传统的锂离子二次电池正极材料,尖晶石结构
的LiMn₂O₄和层状结构的LiCoO₂相比,LiMPO₄的原物料来源更广泛、价
格更低廉且无环境污染。
因此,三元材料是一个大类,而磷酸铁锂是三元材料的一种具体应用。
锂电三元正极材料前驱体项目年终总结报告一、锂电三元正极材料前驱体宏观环境分析二、2018年度经营情况总结三、存在的问题及改进措施四、2019主要经营目标五、重点工作安排六、总结及展望尊敬的xxx实业发展公司领导:近年来,公司牢固树立“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,以提高发展质量和效益为中心,加快形成引领经济发展新常态的体制机制和发展方式,统筹推进企业可持续发展,全面推进开放内涵式发展,加快现代化、国际化进程,建设行业领先标杆。
初步统计,2018年xxx实业发展公司实现营业收入35766.08万元,同比增长32.42%。
其中,主营业业务锂电三元正极材料前驱体生产及销售收入为30719.98万元,占营业总收入的85.89%。
一、锂电三元正极材料前驱体宏观环境分析(一)中国制造2025我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期。
这是对我国经济发展阶段变化和现在所处关口作出的一个重大判断,不仅为今后我国经济发展指明方向、提出任务,也为我市推进经济高质量发展、解决发展不平衡不充分问题,提供了一些路径选择。
党的十九大报告明确指出:“我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。
”这是党中央对当前经济发展大势的科学判断,也是直面新时代主要矛盾,主动适应经济发展新常态的必须选择和紧迫任务。
进入新常态,我市面临着发展速度下降、供需矛盾突出、增长动力不足等问题。
从表面看是受金融危机影响导致内外整体需求不足,但从更深层次原因考究,则是经济发展已由“量的积累”转向“质的提升”,质量矛盾开始上升到主导位置。
当前,我市亟需通过高质量发展来保持经济持续健康和长期稳定发展。
实现高质量发展,是对经济新方位的科学判断。
中国特色社会主义进入了新时代,基本特征就是经济已由高速增长阶段转为高质量发展阶段。
推动高质量发展成为当前和今后较长时期确定发展思路、制定经济政策、实施宏观调控的根本要求。
在自然界中,锂元素是最轻的金属,它的原子量为6.94g/mol,ρ=0.53g/cm-3,电化学当量最小,为0.26 g·Ah-1,标准电极电位最负,为-3.045 V,锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。
层状的Co02,其理论容量为274 mAh/g,实际容量在140~155 mAh/g。
其优点为:工作电压高,充放电电压平稳,适合大电流放电,比能量高,循环性能好。
缺点是:实际比容量仅为理论容量的50%左右,钴的利用率低,抗过充电性能差,在较高充电电压下比容量迅速降低。
另外,再加上钴资源匮乏,价格高的因素,因此,在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围,尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。
镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足(1)合成工艺不成熟,工艺复杂。
由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始,且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+,锰离子也存在多种氧化价态,因而合成层状结构的正极材料较为困难,尚未研究出最佳的合成工艺。
由于大量掺入过渡金属元素等因素,复合正极材料的合成工艺相对复杂,需经过长时间的煅烧,并且大多只能在氧气气氛中,温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料,这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。
(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。
由于目前合成复合正极材料均需煅烧,而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成,仅考虑原料的化学组成,而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。
目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有:(1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点,利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物;(2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe、Mn、V等)的改性和应用;(3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰,以改善其理化指标和电化学性能。
其中利用具有多元素过渡金属协同效应的镍钴锰等复合嵌锂氧化物,因其良好的研究基础及可预见的应用前景而成为近年备受关注的焦点之一。
锂离子电池正极材料应达到的要求:锂离子电池正极材料一般均采用嵌入化合物,主要是过渡金属氧化物,一方面,过渡金属存在混合价态,电子导电性比较理想;另一方面不易发生歧化反应。
性能优良的锂离子电池正极材料应该具有以下几个方面的性能:(l)正极材料中要有丰富的锂存在,这样才能够有大量的锂进行可逆嵌入和脱嵌反应,就可以使电池的容量得到提高。
在锂离子脱嵌时电极反应的自由能变化不大,以保证电池充放电电压平稳。
(2)在进行嵌入/脱嵌过程中,锂离子要具有良好的嵌入和脱嵌可逆性,并且在这个过程中正极材料的结构应该变化很少,这样有利于提高锂离子电池的循环性能,具有大量的界面结构和表观结构,有利于增加嵌锂的空间位置,提高嵌锂容量。
(3)正极材料需具有大孔径隧道结构,以便锂离子在“隧道”中有较大的扩散系数和迁移系数,并具有良好的电子导电性和离子导电性,这样可减少极化,提供最大工作电流。
(4)作为正极材料的嵌入化合物,应该与电解液尽可能的少反应或者不反应,彼此间的化学相容性要好,在整个充放电过程中电化学稳定性高,并且与电解质保持良好的热稳定性,以保证工作的安全。
(5)过渡金属离子在嵌入化合物中应具有较高的氧化还原电位,从而使电池的输出电压高。
氧化还原电位随锂离子的变化尽可能少,这样电池的电压不会发生显著地变化,可保持较平稳的充电和放电。
(6)电解液的稳定电位区间大于电池的应用电位区间。
(7)在产品的产业化方面,正极材料应该具备原材料容易获得,价格相对低廉,对环境无污染,能量密度高,易于制作成各种形状的电极结构,提高锂离子电池的性能价格比。
三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的发展:近年来,为应对汽车工业迅猛发展带来的诸如环境污染、石油资源急剧消耗等负面影响,各国都在积极开展采用清洁能源的电动汽车EV以及混合动力电动车HEV的研究。
其中作为车载动力的动力电池成为EV和HEV发展的主要瓶颈。
商业化的锂离子电池主要采用LiCoO2作为正极材料,LiCoO2存在安全性和耐过充性问题,Co属于稀有资源,价格昂贵,且金属钴容易对环境造成污染。
而LiNiO2的稳定性差,容易引起安全问题,需在氧气气氛下合成,并且容易发生阳离子混排和生成非化学计量结构化合物。
锰系正极材料价格低廉,资源丰富,分布广泛,其中层状LiMnO2是一种热力学不稳定材料,容量虽高,但是在充放电过程中层状结构会向尖晶石型结构转变,导致比容量衰减快,电化学性能不稳定。
LiMn2O4在循环过程中容易发生晶型转变以及锰离子的溶解和Jahn-Teller效应,导致电池容量衰减。
LiFePO4可称为零污染正极材料,由于其在价格便宜和高安全性方面的优势,而倍受重视,近年来,该材料得到广泛研究和应用,但该材料电导率低,且振实密度小,因而,其应用领域依然受到很大限制。
综合LiCoO2,LiNiO2,LiMnO2三种锂离子电池正极材料的优点,三元材料的性能好于以上任一单一组分正极材料,存在明显的协同效应,被认为是最有应用前景的新型正极材料。
通过引入Co,能够减少阳离子混合占位,有效稳定材料的层状结构,降低阻抗值,提高电导率。
引入Ni,可提高材料的容量。
引入Mn,不仅可以降低材料成本,而且还可以提高材料的安全性和稳定性。
三元材料可以按照不同比例,由镍钴锰三种金属元素组成复合型过渡金属氧化物,用通式LiNi1-x-y Co x Mn y O2来表示。
目前比较普遍的做法是将Ni/Mn两种金属元素的摩尔比固定为1:1,以维持三元过渡金属氧化物的价态平衡,然后再调整它们与Co 元素的比例,在平衡性能和成本的基础上,优化组成。
现在文献中最常见的组成是LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元正极材料,此外还有LiNi2/5Co1/5Mn2/5O2 ,LiNi3/8Co2/8Mn3/8O2等。
作为一类具有三元协同效应的功能材料,Ni、Co、Mn的计量比对该材料的合成及性能影响显著。
一般来说,Ni的存在能使LiNixCoyMn1-x-yO2的晶胞参数c和a值分别增加,同时c/a值减小,晶胞体积相应增大,有助于提高材料的可逆嵌锂容量。
但过多Ni2+的存在又会因为与Li+发生位错现象而使材料的循环性能恶化。
Co能有效地稳定复合物的层状结构并抑制3a和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和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,c/a值反而增加,使得晶胞体积变小,导致材料的可逆嵌锂容量下降。
而Mn的引入除了大幅度降低成本外,还能有效地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而破坏材料的层状结构。
目前,镍钴锰三元正极材料的研究主要集中在材料的合成以及电化学性能与结构的关系上。
在实际电池中,正极材料颗粒的形貌、粒径分布、比表面积及振实密度等物性特征对材料的加工性能及电池的综合电性能影响很大,为了拓宽锂离子电池的应用范围,尤其是将三元材料应用于对安全性、循环性以及倍率特性要求苛刻的动力电池上,高密度、粒径分布均匀的球形三元材料的制备已经成为研究的热点,而如何在保证其电化学性能的前提下提高其振实密度则是三元材料走向大规模应用的关键。
预计到2015年和2020年我国车用和储能锂离子电池将达到如下目标(表l,2),大规模应用于电动交通、智能电网等领域,进一步促进新能源产业的快速发展。
三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构特点:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有与LiCoO2相似的单一的基于六方晶系的α-NaFeO2型层状岩盐结构,空间点群为R3m。
锂离子占据岩盐结构(111)面的3a位,过渡金属离子占据3b位,氧离子占据6c位,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Ni1/3Co1/3Mn1/3O层。
因为二价镍离子的半径(0.069nm)与锂离子的半径(0.076nm)相接近,所以少量镍离子可能会占据3a位,导致阳离子混合占位情况的出现,而这种混合占位使得材料的电化学性能变差。
通常在XRD中,将(003)/(104)峰的强度比以及(006)/(012)和(018)/(110)峰的分裂程度作为阳离子混合占位情况的标志。
一般情况下,(003)/(104)峰的强度比高于1.2,且(006)/(012)和(018)/(110)峰出现明显分裂时,层状结构明显,材料的电化学性能优良。
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶胞参数a=2.8622Å、c=14.2278 Å。
在晶格中镍、钴、锰分别以+2、+3、+4价存在,同时也存在少量的Ni3+和Mn3+,在充放电过程中,除了有Co3+/4+的电子转移外,还存在Ni2+/3+和Ni3+/4+的电子转移,这也使得材料具有了更高的比容量。
Mn4+只是作为一种结构物质而不参与氧化还原反应。
Koyama等提出2个描述LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2晶体结构模型,即具有[√3×√3]R30°型超结构[Ni1/3Co1/3Mn1/3]层的复杂模型,晶胞参数a=4.904 Å,c=13.884 Å,晶格形成能为-0.17eV和CoO2、NiO2和MnO2层有序堆积的简单模型,晶格形成能为+0.06eV。
因此,在合适的合成条件下,完全可以形成第一种模型,这种晶型在充放电过程中可以使晶格体积变化达到最小,能量有所降低,有利于晶格保持稳定。
[Ni1/3Co1/3Mn1/3]超晶格型结构模型LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2有序堆积简模型三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能及热稳定性LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极材料,具有较高的锂离子扩散能力,理论容量达278mAh/g,在充电过程中,在3.6V~4.6V之间有两个平台,一个在3.8V左右,另一个在4.5V左右,主要归因于Ni2+/Ni4+和Co3+/Co4+2个电对,且容量可达250 mAh/g,为理论容量的91%。
在2.3V~4.6V电压范围内,放电比容量为190 mAh/g,100次循环后,可逆比容量比190 mAh/g还要多。
在2.8V~4.3V、2.8V~4.4V和2.8V~4.5V电位范围内进行电性能测试,放电比容量分别为159 mAh/g、168 mAh/g和177 mAh/g.且在不同温度下(55℃、75℃、95℃)和不同倍率放电时充放电,材料的结构变化均较小,具有良好的稳定性,高温性能良好,但低温性能有待改进。