2024年3月17日发(作者：镜良骏)
第
39
卷 第
4
期
2009
年
8
月
电 池
BATTERY
BIMONTHLY
Vol
1
39,No
1
4
Aug
1
,2009
锂离子电池纳米正极材料的现状及问题
林晓园
,
陈立宝
,
唐开枚
,
王太宏
(
湖南大学物理与微电子科学学院
,
湖南长沙
410082
)
摘要
:
介绍了
LiCoO
2
、
LiNiO
2
、
LiMn
2
O
4
及
LiFePO
4
等纳米正极材料的合成方法及性能
;
提出了纳米正极材料应用中存在的
问题
,
如
Li
+
脱出困难、
SEI
膜消耗的
Li
+
增多及制备参数要求苛刻等。
关键词
:
锂离子电池
;
纳米正极
;
合成
中图分类号
:TM912
1
9
文献标识码
:A
文章编号
:1001-1579
(
2009
)
04-0229-04
Statusquoandproblemsofthenano
2
cathodematerialsforLi
2
ionbattery
LINXiao
2
yuan,CHENLi
2
bao,TANGKai
2
mei,WANGTai
2
hong
(
SchoolofPhysicsandMicroelectronicsScience,HunanUniversity,Changsha,Hunan
410082
,China
)
Abstract:
Thesynthesizingmethodsandperformanceofnano
2
cathodematerialssuchasLiCoO
2
,LiNiO
2
,LiMn
2
O
4
andLiFePO
4
wereintroduced
1
Theproblemsintheapplicationofnano
2
cathodematerialssuchasthedifficultyinLi
+
extraction,theamountof
Li
+
consumedbySEIfilmincreasingandtheharshrequirementtopreparationparameterswerepointedout
1
Keywords:
Li
2
ionbattery;
nano
2
cathode;
synthesis
正极材料纳米化可改善锂离子电池的电化学性能
,
尤其
是快速充放电性能
,
是锂离子电池正极材料的重要发展方
向。人们用各种方法
,
制备了多种形态的纳米正极材料
,
如
多孔结构的
LiCoO
2
纳米花球
[1]
、
LiNiO
2
纳米球
[2]
、
LiMn
2
O
4
纳米颗粒组成的薄膜
[3]
和
LiFePO
4
纳米多面体
[4]
等。
纳米正极材料的尺寸小
,Li
+
嵌脱路径短
,
能更好地释放
嵌脱锂的应力
,
加速
Li
+
扩散
,
提高快速充放电能力
;
纳米正
极材料的表面张力比普通正极材料大
,
嵌锂过程中
,
溶剂分
子难以进入材料的晶格
,
因此可阻止溶剂分子的共嵌
,
延长
电池的循环寿命
;
纳米正极材料的比表面积较大
,
与电解液
的接触面积大
,
能提供更多的
Li
+
嵌脱位置
;
纳米正极材料
表面的高孔隙率也使嵌锂空位增多
,
具有比普通正极材料更
高的容量。
本文作者对
LiCoO
2
、
LiNiO
2
、
LiMn
2
O
4
和
LiFePO
4
等具
有混合价态的过渡金属氧化物纳米正极材料的研究现状及
存在问题进行了综述。
作者简介
:
林晓园
(
1985-
)
,
女
,
福建人
,
湖南大学物理与微电子科学学院硕士生
,
研究方向
:
锂离子电池正极材料
,
本文联系人
;
陈立宝
(
1979-
)
,
男
,
河南人
,
湖南大学物理与微电子科学学院讲师
,
博士
,
研究方向
:
锂离子电池
;
唐开枚
(
1983-
)
,
女
,
湖南人
,
湖南大学物理与微电子科学学院硕士生
,
研究方向
:
锂离子电池正极材料
;
王太宏
(
1966-
)
,
男
,
湖北人
,
湖南大学物理与微电子科学学院研究员
,
博士生导师
,
长江学者
,985
首席科学家
,973
项目
负责人
,
研究方向
:
纳米材料与锂离子电池。
1
纳米正极材料的合成及性能
1
1
1
纳米
LiCoO
2
1
1
1
1
1
气溶胶火焰沉积法
T
1
Lee
等
[5]
以
LiNO
3
和
Co
(
CH
3
COO
)
2
・
4H
2
O
为原料
,
利用氢氧基火焰
,
用气溶胶火焰沉积法在不同温度下得到粒
径约为
100nm
的
LiCoO
2
颗粒。当氢气流速为
2
1
51L/min
、
加热温度为
700
℃时制得样品的首次循环放电比容量为
144
mAh/g,50
次循环后
,
容量几乎无衰减。该方法的特点是样
品的纯度高、具有稳定的层状结构、分散均匀、团聚不明显、
循环性能好、成本低及工艺简洁
,
适合大批量生产。
1
1
1
1
2
溶胶2凝胶法
L
1
Predoan
2024年3月17日发(作者：镜良骏)
第
39
卷 第
4
期
2009
年
8
月
电 池
BATTERY
BIMONTHLY
Vol
1
39,No
1
4
Aug
1
,2009
锂离子电池纳米正极材料的现状及问题
林晓园
,
陈立宝
,
唐开枚
,
王太宏
(
湖南大学物理与微电子科学学院
,
湖南长沙
410082
)
摘要
:
介绍了
LiCoO
2
、
LiNiO
2
、
LiMn
2
O
4
及
LiFePO
4
等纳米正极材料的合成方法及性能
;
提出了纳米正极材料应用中存在的
问题
,
如
Li
+
脱出困难、
SEI
膜消耗的
Li
+
增多及制备参数要求苛刻等。
关键词
:
锂离子电池
;
纳米正极
;
合成
中图分类号
:TM912
1
9
文献标识码
:A
文章编号
:1001-1579
(
2009
)
04-0229-04
Statusquoandproblemsofthenano
2
cathodematerialsforLi
2
ionbattery
LINXiao
2
yuan,CHENLi
2
bao,TANGKai
2
mei,WANGTai
2
hong
(
SchoolofPhysicsandMicroelectronicsScience,HunanUniversity,Changsha,Hunan
410082
,China
)
Abstract:
Thesynthesizingmethodsandperformanceofnano
2
cathodematerialssuchasLiCoO
2
,LiNiO
2
,LiMn
2
O
4
andLiFePO
4
wereintroduced
1
Theproblemsintheapplicationofnano
2
cathodematerialssuchasthedifficultyinLi
+
extraction,theamountof
Li
+
consumedbySEIfilmincreasingandtheharshrequirementtopreparationparameterswerepointedout
1
Keywords:
Li
2
ionbattery;
nano
2
cathode;
synthesis
正极材料纳米化可改善锂离子电池的电化学性能
,
尤其
是快速充放电性能
,
是锂离子电池正极材料的重要发展方
向。人们用各种方法
,
制备了多种形态的纳米正极材料
,
如
多孔结构的
LiCoO
2
纳米花球
[1]
、
LiNiO
2
纳米球
[2]
、
LiMn
2
O
4
纳米颗粒组成的薄膜
[3]
和
LiFePO
4
纳米多面体
[4]
等。
纳米正极材料的尺寸小
,Li
+
嵌脱路径短
,
能更好地释放
嵌脱锂的应力
,
加速
Li
+
扩散
,
提高快速充放电能力
;
纳米正
极材料的表面张力比普通正极材料大
,
嵌锂过程中
,
溶剂分
子难以进入材料的晶格
,
因此可阻止溶剂分子的共嵌
,
延长
电池的循环寿命
;
纳米正极材料的比表面积较大
,
与电解液
的接触面积大
,
能提供更多的
Li
+
嵌脱位置
;
纳米正极材料
表面的高孔隙率也使嵌锂空位增多
,
具有比普通正极材料更
高的容量。
本文作者对
LiCoO
2
、
LiNiO
2
、
LiMn
2
O
4
和
LiFePO
4
等具
有混合价态的过渡金属氧化物纳米正极材料的研究现状及
存在问题进行了综述。
作者简介
:
林晓园
(
1985-
)
,
女
,
福建人
,
湖南大学物理与微电子科学学院硕士生
,
研究方向
:
锂离子电池正极材料
,
本文联系人
;
陈立宝
(
1979-
)
,
男
,
河南人
,
湖南大学物理与微电子科学学院讲师
,
博士
,
研究方向
:
锂离子电池
;
唐开枚
(
1983-
)
,
女
,
湖南人
,
湖南大学物理与微电子科学学院硕士生
,
研究方向
:
锂离子电池正极材料
;
王太宏
(
1966-
)
,
男
,
湖北人
,
湖南大学物理与微电子科学学院研究员
,
博士生导师
,
长江学者
,985
首席科学家
,973
项目
负责人
,
研究方向
:
纳米材料与锂离子电池。
1
纳米正极材料的合成及性能
1
1
1
纳米
LiCoO
2
1
1
1
1
1
气溶胶火焰沉积法
T
1
Lee
等
[5]
以
LiNO
3
和
Co
(
CH
3
COO
)
2
・
4H
2
O
为原料
,
利用氢氧基火焰
,
用气溶胶火焰沉积法在不同温度下得到粒
径约为
100nm
的
LiCoO
2
颗粒。当氢气流速为
2
1
51L/min
、
加热温度为
700
℃时制得样品的首次循环放电比容量为
144
mAh/g,50
次循环后
,
容量几乎无衰减。该方法的特点是样
品的纯度高、具有稳定的层状结构、分散均匀、团聚不明显、
循环性能好、成本低及工艺简洁
,
适合大批量生产。
1
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1
2
溶胶2凝胶法
L
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Predoan