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科学家开发出4.6V高压快充钴酸锂正极材料
4.6V 高压快充 钴酸锂 正极材料
2024/3/7
LCO材料是消费类电子产品的首选锂离子电池正极。近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员吴忠帅团队与北京大学潘锋教授和中国科学院山西煤炭化学研究所陈成猛研究员合作，提出了一种正极界面工程策略，通过氟化4.45V商业钴酸锂（LCO）的近表面晶格，开发出4.6 V下的快充稳定长循环正极材料。相关成果发表在《能源与环境科学》上。
本发明为一种锂的过渡金属氧化物正极材料及其制备方法。锂的过渡金属氧化物为具有一层无定形材料包覆在体相材料表面的复合氧化物，其化学组成为(1-w1-w2)Li1+xNiyMzMn2-y-zO4-△·w1Li2CO3·w2LiOH，其中Li1+xNiyMzMn2-y-zO4-△为体相材料且具有尖晶石结构，Li2CO3、LiOH为无定形的表面层物质。本发明的正极材料具有4.0V（vs.Li/Li+）及以...
科学家破译锰基NASICON型正极材料的电压滞后之谜（图）
锰基 NASICON型 正极材料 电压滞后
2023/8/7
电化学储能为整合间歇性低碳能源提供了行之有效的方法。聚阴离子型钠离子电池正极材料由于好的稳定性、高的安全性和可持续性，以及钠元素的储量丰富且成本低廉，有望满足大规模储能的应用需求。作为一种经济有效的选择，2013年中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员胡勇胜提出锰基NASICON型正极材料【如Na3MnZr(PO4)3，Na3MnTi(PO4)3等】颇具潜力，并运用固相法获得了纯相...
中国科学院国家纳米科学中心专利：一种碳包覆的硅酸亚铁锂正极材料、制备方法及其用途
碱金属离子电池通过氧化还原反应来实现电能与化学能的存储及转换，其中传统层状正极材料仅利用了过渡金属阳离子的氧化还原反应活性，可发挥的理论容量非常有限。近些年来，具有混合阳离子和阴离子氧化还原活性的新型层状正极材料，能提供更高工作电压和容量，因而引起了广泛关注。然而，不稳定的阴离子氧化还原反应容易造成循环容量降低和电压衰减，严重限制了其商业应用。针对这一问题，肖小玲教授团队长期致力于碱金属离子电池锰...
随着交通工具电动化进程加快，新能源汽车市场对高能量密度、高安全、低成本锂离子电池的需求量与日俱增。动力电池能量密度和循环寿命的提升是新能源汽车发展的主要挑战，其中正极材料是决定电池能量密度、成本及电化学特性的主要因素。目前，高镍三元氧化物因其高容量成为电动汽车锂离子电池正极材料中利用率最高的材料。为进一步降低成本和提高电化学容量，需要尽可能降低钴含量和提升镍含量。但是，随着镍含量的增加，材料表面化...
发展高效电能存储技术是实现“双碳”目标的一种重要途径，目前全球新能源汽车销量的持续增长带动锂离子动力电池出货量大幅增长，并对正极材料产生强劲需求。其中超高镍层状氧化物正极材料凭借其高容量和低成本等优点，市场占有率不断增加，是未来几年最具潜力的锂离子电池高能量密度正极材料之一。然而超高镍材料结构易发生不可逆有害相变以及表面晶格氧的不稳定性，导致其循环过程中容量不断降低且伴随着氧气析出，使其商业化之路...
发展高性能电池技术是我国推动“清洁低碳、安全高效”的能源体系变革、实现“碳中和、碳达峰”目标的必由之路。广泛使用的锂离子电池因使用低容量三元氧化物正极，能量密度与安全性均不尽如人意。近年兴起的高能量金属锂电池也因在易燃有机电解液中使用活性极高的金属锂负极，面临严重安全风险。针对以上问题，王治宇、邱介山教授团队在前期工作中，发展了一类不含金属锂、氧等高活性物种、理论容量高达1166 mAh g-1的...
基于镁金属的高自然丰度、低成本、高安全性以及高容量等优势，镁金属电池成为继锂离子电池之后具有良好发展前景的候选电池体系之一。镁电解质的研究取得了长足进步，但镁离子正极材料的开发仍存在挑战。过渡金属硫族化合物被认为是实现镁电池高能量密度的重要转化型储镁正极材料，但普遍存在较低的初始库伦效率和快速的容量衰减等问题。另此外，这些材料中的储镁机制尚未明确，也为更多高能储镁正极的筛选带来了困难。
中国科学院青岛能源所在转化型储镁正极材料中发现特殊的阴离子补偿机制（图）
储镁正极材料 阴离子补偿 镁金属电池
2022/6/23
基于镁金属的高自然丰度、低成本、高安全性以及高容量等优势，镁金属电池成为继锂离子电池之后具有良好发展前景的候选电池体系之一。回顾镁电池的研究与发展，镁电解质的研究取得了长足的进步，但镁离子正极材料的开发仍存在重大挑战。过渡金属硫族化合物被认为是实现镁电池高能量密度的重要转化型储镁正极材料，但普遍存在较低的初始库伦效率和快速的容量衰减等问题。另外，这些材料中的储镁机制尚未明确，也为更多高能储镁正极的...
正极材料对锂离子电池的性能起着非常重要的作用。其中，富锂层状正极材料具有250mAh/g以上的比容量和较高的充放电平台，有望提高锂离子电池的能量密度，满足电动汽车和智能电网的需求。此外，无钴富锂层状正极材料，避免稀缺资源钴的使用，能大大降低使用成本。
