高能量密度锂离子电池电极材料研究进展_李军

锂离子电池正极材料改性研究进展

N C A 材料，由场发射扫描电镜（FESEM )结果可知， N C A 材料均匀地分散在石墨烯纳米片当中，电性能测试结果显示，包覆后材料在 0.1 t 放电比容量由 194.8mA‘h’g—1提升至 a n .Qm A'h'g—1, 倍率性能、循环性能都得以提升。
成一层保护层，防止电解液分解时对材料结构的破坏。通过对改性后的材料进行表征可以发现，L P A N 掺杂包覆不但提高了锂离子的迁移率，同时也提高了正极材料的电化学性能。W A N G 161等通过化学沉淀法在事先利用 M g 掺杂的 L i C 〇02 表面包覆了 Z K X F 、层。通过电化学测试后发现改性后的材料在 3~4.5 V 的电压范围内仍具有良好的循环稳定性，同时容量保持率也得到了提高。分析可知，元素 Mg 的掺杂可以稳定L i C 〇0 2的晶体结构，同时包覆层抑制正极材料和电解液发生副反应，这样电池的循环性能就得到了很大的提升。
由于富镍材料相对钴酸锂体系具有更高的容量密度，同时成本更低 &对环境污染小，因此被视为未来电池正极材料的候选材料。由于高镍层状正极材料的结构稳定性以及热稳定性较差，因此会引起电池容量的衰减问题，这将严重影响电化学性能，通过分析发现材料的失效主要归因于：① 在高镍锂电正极材料中，由于某些的原因导致一些过渡金属的阳离子与过渡锂离子发生混合占位的现象，称为阳离子的混排。在高镍系材料中主要存在 N i /L i 的混排 [7]。② 材料表面容易发生相变，且此相变过程是不可逆的。③ 界面发生副反应。④ 当材料在截止电压较高的充放电环境下长期进行充放电循环时，晶格边界处由于材料应力放电深度变化的诱导产生微裂纹。

Research on Advanced Materials for Li-ion Batteries

先进锂离子电池材料的研究摘要：为了满足移动电子产品和电动汽车的功率和能源需求，锂离子技术急需使用非传统材料来实现优化。

本文介绍了我们对于专用于阴极和阳极材料的最新研究进展，这些材料很有希望能够满足像费用、安全性、寿命、耐久度、功率密度以及能量密度这些决定性因素。

纳米无机化合物已经被广泛的调查了。

通过微孔（硬碳球）、合金（Si,SnSb）以及转化反应（Cr2O3，MnO）的研究，尺寸效应在锂的存储中逐步显露出来了。

纳米/微米下岩心外壳的组成、离散分布的复合材料和表面销连接结构都能证明它们的循环性能。

在LiCoO2和LiMn2O4表面上涂层被发现是一种很有效的能够增强它们的热稳定性和化学稳定性的方法，具体的实现方法正在讨论中。

在LiFePO4上进行的理论模拟和实验显示，在LiFePO4晶格中掺杂碱金属和硝酸盐这种办法是有可能增长它的电导率的，并且不会妨碍锂离子在内部管道中的传输。

1. 引言为了实现未来能源的可持续发展，新的能源技术很关键。

对于电动车辆和油电混合动力车发展而言，锂离子电池将会发展成一种关键性启动技术。

自从研究人员于二十世纪八十年代后期在索尼工业大学开发了第一个工用化锂离子电池后，人们为了提高电池材料付出了很多汗水。

使用纳米尺寸和纳米结构的材料给可充电锂离子电池的能量密度，特别是非常高的充放电速率和更好的循环提供了机会。

在纳米尺度上，对离子在储存和运输行为中的异常表现的综合研究可能会生成先进的能源储存设备。

特别是，到目前为止尖晶石锂锰氧化物和橄榄石LiFePO4是最有可能作为混合动力（HEV）和电动车辆（EV）电池的阴极材料来使用的。

对于我们以纳米尺寸或纳米结构的阳极材料和经过修改的阴极材料作为下一代锂离子电池的研究，本文提出了一个全面的回顾。

2. 阳极材料2.1. 硬碳球建立在插层概念基础上的可充电锂电池是在1972年由Armand首次提出的。

出于安全性的考虑，作为阳极材料使用的金属锂已经被合金、氧化物、硫化物和含碳材料替代了。

锂离子电池能源材料研究进展

第１７卷第４期
２１０１年８月
上海大学学报（然科学版）自
ＪＵＮＬＯＨＮＨＩＮＶＲＩ（ＡＵＡＣＥＣ）ＯＲＡＦＳＡＧＡＩＥＳＹＮＴＲＬＳＩＮＥＵＴ
Ｖ０．７１１Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１１
，
．
５６５
创刊
期特刊
上海大学学报（然科学版）自
第ｌ卷７
能、风能、生物质能、热能和潮汐能等）着重要的地有
意义．锂离子电池是有效储存这些不连续能源的重要储能媒介，可将不连续能源转变成连续性的能源．锂离子电池因其高比能量、高电压和广泛的应用较性而日益受到重视，已逐渐替代传统镍氢电池、镍镉电池、酸蓄电池，广泛应用于当今信息时代的各铅被种电子设备，如移动电话、数码相机、摄像机、字处数理机等．近年来，锂离子电池在新一代混合动力汽车（ｙｒｅｃｃｌｅｉｌ，ＨＶ）和纯电动汽车ｈｂｄｌｔａｉｅｒｖｈｃｅＥｉ（ｌｃｃｌｅｉｅＥ上的应用也日益受到关注．ｅｅｔａｖｈｃ，Ｖ）ｉｒｌ目前，实验室所研究的锂离子电极材料主要本包括锡基纳米粒子、基／复合纳米材料、纳米锡碳碳材料、碳包裹磷酸铁锂复合纳米材料、化钴／复氧碳合纳米材料和氧化镍／石墨烯复合纳米材料．些材这料具有较大的比表面积、短的锂离子扩散路径长较度，尤其是中空的剩余体积空间，能够在储存锂离子

中科院物理所高能量密度金属锂电池研究取得重要进展

ｌ７
电池的严重过充现象，循环库仑效率接近１００％，循环稳定性明显提高。与此同时，较常规低盐浓度电解液体系而言，由于高盐浓度电解液体系具有高的阴阳离子浓度（７ｍｏｌＬｉＴＦＳＩ／１ＬＤＯＬ－ＤＭＥ），高的锂离子迁移数（０．７３）以及较高的粘度（７２ｃＰ），有效避免了由于金属锂沉积不均匀所带来的金属锂枝晶生长（高锂离子浓度有利于金属锂负极的均匀物质交换；高的阴离子浓度和粘度，有助于降低金属锂负极表面由于阴离子耗尽所产生的空间电荷层，从而降低了金属锂非均匀沉积的电场驱动力；高粘度体系在一定程度上增加了锂枝晶生长的阻力），使得金属锂负极在循环过程中的稳定性大大提高。中科院物理所研究人员发现新型稀磁半导体中科院物理所靳常青研究员领导的研究组在国家自然科学基金重大研究计划、重大国际合作及面上项目的连续支持下，近期在稀磁半导体研究上取得重要进展，发现了一类新的稀磁半导体材料，实现了稀磁半导体自旋和电荷的分离注入，得到高的铁磁居里转变温度（Ｔｃ）。在半导体中引入自旋，同时利用电子的电荷和自旋双重量子属性，将为解决Ｍｏｏｒ定律预期的半导体芯片存储密度的瓶颈效应提供重要解决方案。需要具备两个基本物理条件，既要有局域磁矩，又要有引发局域磁矩长程量子序的低浓度载流子。在几类已知的主要稀磁半导体中，磁矩和载流子均由同一种掺杂元素提供，不能分别注入和调控。以最典型的基于
另外一种解释认为是电子通过磁机制配对以后，在隧道谱上面产生的一个后果。无论是那种

锂离子电池的研究进展综述

锂离子电池的研究进展综述锂离子电池的研究进展刘文 2015200807近十年以来，通过对新电极材料和新存储机理的开发研究，基于锂的可重复充电电池技术得到了飞跃发展，电池性能不断提高。

得益于纳米技术的不断探索发现，传统电池材料存在的许多重难点基础问题极有希望得到解决。

一、纳米技术致力于解决传统电池领域的哪些重大问题？1. 体积变化导致活性颗粒和电极的开裂与破碎传统嵌入式电极材料在充放电过程中的体积变化较小。

而对于新型的高容量电极材料而言，由于充放电过程中，大量Li物种嵌入和脱嵌，发生巨大的体积变化。

经过多次循环之后，活性颗粒和电极材料会开裂和破碎，影响电学传导，并造成容量降低，最终导致电池失效，大大缩短了电池的使用寿命。

据报道，合金型负极材料的体积膨胀率中，Si为420%，Ge和Sn为260%，P为300%。

而传统的石墨负极只有10%。

图1. 活性颗粒和电极材料在充放电过程中开裂和破碎的过程硅极负极的解决方案纳米材料一个天然优势就在于，其尺寸较小，可以在颗粒和电极层面上有效抵抗力学上的破坏。

高容量电极材料有一个基本参数，叫做临界破碎尺寸。

这个参数值取决于材料的反应类型（譬如合金反应，转化反应）、力学性能、结晶度、密度、形貌以及体积膨胀率等一系列参数。

而且，电化学反应速率对于颗粒的开裂和破碎影响重大，充放电速率越快，产生的应力就越大。

当颗粒尺寸小于这个临界尺寸时，锂化反应引起的应力就能得到有效控制，从而缓解颗粒的的开裂和破碎行为。

研究表明，Si纳米柱的临界尺寸是240-360 nm，Si纳米线的临界尺寸是300-400 nm，这一区间范围主要是受到电化学发宁速率的影响。

晶化Si纳米颗粒的临界尺寸大约是150 nm。

图2. Si纳米线负极材料可以适应应力的影响因此，颗粒的破碎问题可以通过使用低于临界尺寸的各种纳米结构材料来实现，譬如纳米柱、纳米线、纳米颗粒、纳米管、纳米棒、以及纳米复合材料等。

至于电极的破碎问题主要是采用一系列胶粘方法将Si纳米颗粒粘结在集流器上实现。

锂离子电池富锂锰基正极材料的研究进展

锂离子电池富锂锰基正极材料的研究进展任崇;孔继周;周飞;杨小艳;唐州;李军秀【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2013(027)013【摘要】富锂锰基正极材料xLi2 MnO3·(1-x)LiMO2具有高比容量(200～300mAh/g),能很好地满足锂电池在小型电子产品和电动汽车等领域的使用要求,是最具潜力的下一代动力锂离子电池正极材料.介绍了富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2的结构特征及其充放电机理；总结了这类材料的合成方法以及改性方法；揭示了该材料的研究现状和亟待解决的问题；并展望了其今后的发展方向.【总页数】8页(P29-35,49)【作者】任崇;孔继周;周飞;杨小艳;唐州;李军秀【作者单位】南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;江苏凯力克钴业股份有限公司,泰州225404;江苏凯力克钴业股份有限公司,泰州225404【正文语种】中文【中图分类】TM912【相关文献】1.锂离子电池高容量富锂锰基正极材料研究进展 [J], 夏永高;刘兆平2.锂离子电池富锂锰基正极材料的研究进展 [J], 饶媛媛;曾晖;王康平;刘兴亮;王强3.锂离子电池用富锂锰基正极材料的研究进展 [J], 岳鹏4.锂离子电池用富锂锰基正极材料掺杂改性研究进展 [J], 翟鑫华;张盼盼;周建峰;何亚鹏;黄惠;郭忠诚5.低温熔融盐浸渍法构建富锂锰基锂离子电池正极材料的表面异质层 [J], 黄志雄;金子涵;卢俊杰;汤贝贝;陆君龙;季红梅;杨刚;施少君因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

锂离子电池高容量富锂锰基正极材料研究进展

摘要：富锂锰基正极材料因具有高的放电比容量，有望成为下一代４００Ｗ－ｈ／ｋｇ动力电池最有前景的正极材料。
本文简要介绍了本研究团队在富锂锰基正极材料方面的研究进展。通过团队多年研发，材料的首次不可逆容量、
倍率性能、循环稳定性得到明显的改善，而且，电压衰减被有效的抑制同时，研制出基于富锂锰基正极材料
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｔｉＳａｇｏａｌｆｏｒａｌｌ—ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｆｏｒＬｉ—ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｍｕｓｔｂｅｏｖｅｒ４００Ｗ ·ｈ／ｋｇｉｎｄｅｍａｎｄ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｏｆＬｉ—ｒｉｃｈｌａｙｅｒｅｄｏｘｉｄｅｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｏｕｒｇｒｏｕｐａｒｅｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｆｔｅｒｍａｎｙｙｅａｒｓ’ｒｅｓｅａｒｃｈ．ｔｈｅｉｒｉｎｉｔｉａｌｃｏｕｌｏｍｂｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｔｈｅｒａｔｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｙｃｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｅｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｄｅｃａｙｗａｓｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ￣Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅａｌｓｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄａ２４Ａ·ｈ—ｃｌａｓｓｃｅｌｌｕｓｉｎｇａＬｉ—ｒｉｃｈｌａｙｅｒｅｄｃａｔｈｏｄｅａｎｄａＮａｎｏＳｉ／Ｃａｎｏｄｅ．Ｔｈｅｃｅｌｌｉｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｏｈａｖｅｔｈｅｍａｓｓｅｎｅｒｇｙｄｅｎｃｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｏｆ５７７Ｗ ·ｌｌ／Ｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌｉ—ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ；Ｌｉ—ｒｉｃｈｌａｙｅｒｅｄｃａｔｈｏｄｅ；ｖｏｌｔａｇｅｄｅｃａｙ；ｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙ：ＥＶ

电池能量密度提升技术研究与应用现状评估

电池能量密度提升技术研究与应用现状评估电池能量密度是指单位体积或质量的电池所能存储的电荷量。

提升电池能量密度意味着能够在更小的空间或重量下存储更多的电荷，从而使得电池在许多应用方面更有竞争力。

目前，人们正在积极研究和开发各种技术，以提高电池的能量密度。

本文将就电池能量密度提升技术的研究现状和应用现状加以评估。

一、锂离子电池技术锂离子电池是目前市场上普遍采用的主要充电电池之一。

它具有高能量密度、长寿命、低自放电率等优点。

近年来，南京航空航天大学研究团队通过独特的三元锂离子电池正极材料的设计，开发出了一种大容量锂离子电池。

该电池的能量密度可达到240Wh/kg，较传统的锂离子电池提高了约50%。

此外，这种锂离子电池还具有快速充电的特点。

二、钠离子电池技术钠离子电池是一种新型离子电池，目前正在积极研究和开发中。

相比之下，钠离子电池的原材料成本低，资源更加丰富，有望成为人们在电动汽车领域中的新选择。

上海交通大学研究团队研发出了一种基于钠离子电池的大容量电池。

这种电池能量密度可达到177Wh/kg，同时还具有长寿命和快速充电的特点。

三、锂硫电池技术锂硫电池是一种新型电池，具有很高的理论能量密度。

近年来，德国亥姆霍兹柏林研究所、美国劳伦斯伯克利国家实验室和新加坡南洋理工大学等国际研究团队在锂硫电池方面取得了很大进展。

他们研发出了更加稳定、长寿命的电极材料，同时通过改进电解液和电极结构等方面的技术，使得锂硫电池的能量密度比传统锂离子电池高出50%以上。

四、固态电池技术固态电池是一种新兴的电池技术，将液态电解质替换为固态电解质。

由于固态电解质的高离子传导性能和稳定性，固态电池有望成为下一代高性能电池的主流技术。

美国劳伦斯伯克利国家实验室以及日本、德国等国际研究团队已经开发出许多种固态电池技术。

目前固态电池的能量密度还不如锂离子电池，但是研究人员正在努力解决这个问题。

总结：综上所述，目前提升电池能量密度的技术主要有锂离子电池技术、钠离子电池技术、锂硫电池技术和固态电池技术等。

高能量密度锂硫电池的研究及应用前景

高能量密度锂硫电池的研究及应用前景近年来，随着社会经济发展和消费升级，电子产品和能源需求不断增长，面对环保和升级能源的压力，需要寻求一种更具可持续性的能源供应方式，而一种具有潜力的技术就是高能量密度锂硫电池，这种电池可以存储更多的能量，具有更长的运行时间和更低的成本，因而在未来的可持续性发展中有着广阔的应用前景。

1、锂硫电池的特点锂硫电池是一种新型二次电池，其正极材料是硫，负极材料是锂金属或者锂合金，而电解液常用的是C2H5OH和二甲基亚砜，并添加了一些电解质，如LiClO4、LiPF6等。

锂硫电池的能量密度高，理论能量密度达到2600Wh/kg，是传统锂离子电池的3倍以上；同时，锂硫电池的生态友好，其主要材料：硫、锂、碳等均为可再生资源；成本低，因为制造材料成本低，生产工艺简单，生产过程中减少了环境污染，还可以回收利用材料。

2、锂硫电池存在的问题与挑战2.1 充放电循环数目太少锂硫电池的最大问题是充放电循环数太少，通常只有100-200次，远低于传统锂电池的数万次；部分原因是硫正极材料在充放电过程中固态化影响了电池性能，因此需要对硫正极进行改进；另外一个原因是锂金属还原时会发生电化学过程，会形成锂枝晶，导致电池内短路或甚至燃烧等严重问题，因此需要解决锂枝晶和电解液的相互作用。

2.2 安全性低锂硫电池在放电过程中会释放硫独特的气味，而在充电过程中容易燃烧，因此需要加强电池的安全性；目前缺乏有效的电池管理系统，需要加强电池性能监控和优化。

3、锂硫电池的应用前景锂硫电池的应用前景广阔，主要包括交通运输、储能、卫星等领域。

3.1 交通运输锂硫电池可以作为电动汽车的新型电池组件，带来更高的能量密度和更长的续航里程，可以加速新能源汽车在交通领域的推广和应用。

3.2 储能以锂硫电池储能可以解决太阳能、风能等不稳定性可再生能源发电的存储问题，实现可再生能源在电力系统中的大规模应用。

3.3 卫星其高能量密度和低成本，使其成为一种理想的卫星动力源，已被多国空间机构作为卫星电源使用。

《2024年锂离子电池富锂锰基正极材料的研究与电池低成本化分析》范文

《锂离子电池富锂锰基正极材料的研究与电池低成本化分析》篇一一、引言随着电动汽车、移动设备等领域的快速发展，对锂离子电池的能量密度和成本要求不断提高。

正极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响着电池的整体性能。

其中，富锂锰基正极材料因具有高能量密度、低成本等优点，成为了研究的热点。

本文将就锂离子电池富锂锰基正极材料的研究及其在电池低成本化方面的应用进行分析。

二、富锂锰基正极材料的概述富锂锰基正极材料以其高能量密度、低成本、环保等优势，在锂离子电池领域得到了广泛应用。

该材料主要由锂、锰、其他元素（如钴、镍等）构成，其独特的层状结构有利于锂离子的嵌入和脱出，从而提高电池的充放电性能。

三、富锂锰基正极材料的制备方法目前，制备富锂锰基正极材料的方法主要有固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。

其中，固相法工艺简单，成本低，但产品性能相对较差；溶胶凝胶法可以获得均匀的颗粒尺寸和良好的电化学性能；共沉淀法则可以精确控制材料的化学成分和结构。

在实际应用中，根据需求选择合适的制备方法。

四、富锂锰基正极材料的性能优化为提高富锂锰基正极材料的性能，研究者们从多个方面进行了优化。

首先，通过掺杂其他元素（如铝、铁等）来改善材料的结构稳定性；其次，通过优化制备工艺，如控制煅烧温度和时间等，以获得理想的晶体结构；此外，还可以采用表面包覆技术来提高材料的导电性和循环稳定性。

这些方法可以有效提高富锂锰基正极材料的电化学性能。

五、电池低成本化分析为实现锂离子电池的低成本化，除了优化正极材料外，还需从其他方面着手。

首先，降低原材料成本是关键。

通过优化原料选择和采购策略，降低原材料成本；同时，提高生产效率，降低单位产品的制造成本。

其次，采用新型的电池结构和制造工艺，如软包电池等，以降低电池组装成本。

此外，通过回收利用废旧电池中的有价金属元素，实现资源的循环利用，降低生产成本。

六、结论与展望本文对锂离子电池富锂锰基正极材料的研究及其在电池低成本化方面的应用进行了分析。

“高能量密度纳米固态金属锂电池研究”项目介绍

“高能量密度纳米固态金属锂电池研究”项目介绍郭玉国【摘要】以金属锂作为负极的可充放锂二次电池从理论上分析具有很高的能量密度。

但是在使用液态电解质的金属锂电池内部，充放电过程中金属锂表面会形成孔洞和枝晶，导致锂电极粉化。

锂枝晶可能会刺穿多孔聚合物隔膜造成电池内短路，粉化后的锂电极与液态电解质间的界面副反应会更为严重，导致界面电阻增加并带来易燃烧。

2016年科技部立项的国家重点研发计划纳米科技重点专项“高能量密度纳米固态金属锂电池研究”将研究开发能量密度大于400 W·h/kg的纳米固态金属锂电池，解决金属锂电池面临的循环性和安全性难题。

通过该项目的实施，有望实现纳米科技由基础研究到产业应用的飞跃，推动纳米科技产业发展，为下一代高能量密度锂二次电池关键材料与技术发展奠定坚实的科学基础，为高端消费电子、电动汽车、国家安全、航空航天、规模储能等相关产业的发展提供关键支撑。

%Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China (MOST) initiates nanotechnology project in Feb. 2016 for next 5 years. Totally 43 projects concerning seven research fields are announcedin Jun. 2016. Among the field of “energy storage materials based on nanostructure and nanotechnology”,“energy storage materials and devices based on n anomaterials”is aimed at advanced high-energy rechargeable lithium batteries. A research team led by Prof. GUO Yuguo from Institute of Chemistry of the Chinese Academy of Sciences, has been granted with the project titled “high-energy solid-state lithium metal batteries based on nanostructured materials”. In this project, advancedsolid-state lithium metal batteries with high energy density (³400 W·h/kg, ³800 W·h/L) and long cycle lifespan (³1000 cycles) will be developed.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2016(005)006【总页数】3页(P919-921)【关键词】固态锂电池;金属锂负极;固态电解质;纳米结构材料【作者】郭玉国【作者单位】中国科学院化学研究所，北京100190; “高能量密度纳米固态金属锂电池研究”项目组【正文语种】中文【中图分类】TM9112016年2月，科技部发布了国家重点研发计划“纳米科技”等重点专项2016年度项目申报指南。

高能量密度层状富锂锰基正极材料的改性研究进展

高能量密度层状富锂锰基正极材料的改性研究进展李雨;赵慧春;白莹;吴锋;吴川【摘要】纯电动汽车以及混合动力汽车的快速发展使得研发高能量密度的锂离子电池正极材料迫在眉睫.层状富锂锰基正极材料比容量可达250 mA·h/g,平均放电电压高于3.5 V,电化学特征明显优于钴酸锂和磷酸铁锂等传统的正极材料,是实现300 W·h/kg动力锂离子电池极具潜力的正极材料.不过,此类材料循环性能不佳,并伴随严重的电压衰退现象,主要原因是随着循环的进行材料表面结构重组,晶体结构发生了由层状结构向尖晶石结构的不可逆转化,导致锂离子迁移阻力增大,进而严重影响其电化学性能.为解决这些问题,近年来研究人员开展了大量工作,本文主要从体相掺杂、表面包覆、材料微观结构设计以及晶面调控4个方面详细评述了锂离子电池富锂锰基正极材料改性技术的研究进展.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2018(007)003【总页数】10页(P394-403)【关键词】富锂锰基正极材料;锂离子电池;改性;电压衰退;循环稳定性【作者】李雨;赵慧春;白莹;吴锋;吴川【作者单位】北京理工大学材料学院,环境科学与工程北京市重点实验室,北京100081;北京理工大学材料学院,环境科学与工程北京市重点实验室,北京100081;北京理工大学材料学院,环境科学与工程北京市重点实验室,北京100081;北京理工大学材料学院,环境科学与工程北京市重点实验室,北京100081;北京理工大学材料学院,环境科学与工程北京市重点实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TM911锂离子电池具备体积能量密度高、无记忆效应、工作温度宽泛等优点，现已普遍适用于便携式电子设备、纯电动汽车以及混合动力汽车领域。

现阶段已商品化的锂离子电池负极材料石墨比容量高达372 mA·h/g，然而相较之下，正极材料包括层状LiCoO2、层状三元材料（NCM和NCA）、橄榄石型LiFeO4和尖晶石形LiMn2O4，实际比容量在100～180 mA·h/g，很难满足电动汽车对高能量密度锂离子电池的市场需求[1]。