三元技术发展及镍钴期货动态ppt课件

1、主题：三元技术开展及镍钴现期货分析姓名：吴松良公司：河南思想能源资料.锂锰氧正极资料三元素系磷酸铁锂系锂镍氧二元素系锂钴氧.引入钴稳定其二维层状构造价钱低廉放电比容量低高温性能不佳二价锰溶于电解液比容量高放电倍率佳平安性好本钱低容量高价钱低廉构造不稳定合成难度大循环性能好低温性能差合成的批次稳定性差性能稳定价钱高钴是有毒元素锂锰氧锂钴氧锂镍氧二元素系磷酸铁锂系三元素系.正极资料容量和电压关系图.优点缺陷循环寿命长初次充放电效率低 平台相对较低 平安性能好比容量高三元资料LiNixCoyMnzO2特征价钱低廉.三元协同效应Ni，可提高资料的容量Mn，降低资料本钱，提高平安性和稳定性Co，减少阳离

2、子混合占位，稳定层状构造.目前商业化三元系列资料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2.LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有和LiCoO2 非常类似的-NaFeO2 层状构造，其中过渡金属元素Co、Ni、Mn 分别以+3 、+2 、+ 4 价态存在。锂离子占据岩盐构造的3a 位，镍、钴和锰离子占据3b 位，氧离子占据6c 位。参与电化学反响的电对分别为Ni 2+ / Ni 3 +、Ni 3 + / Ni 4 + 和Co 3 +/ Co 4 +。LiNi1/3Co1/3Mn1/

3、3O2在不同温度及倍率下构造变化较小，所以资料具有很好的稳定性。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2由于采用镍锰取代价钱昂贵的钴，使资料具有相对低廉的价钱。.LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的主要制备方法溶胶-凝胶法喷雾枯燥法共沉淀法固相反响法氢氧化物共沉淀法碳酸盐共沉淀法振实密度高形貌容易控制加工性能好工业化主要方法振实密度较低形貌难控制加工性能差LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.Ni、Co、Mn离子混合液沉淀剂沉淀反响PH、T、搅拌速度陈化、洗涤、过滤、枯燥前躯体混合、球磨烧结、粉碎分级LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂源共沉淀法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O

4、2.LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能及物理性能河南思想能源资料研制消费的球形或类球形三元正极资料TTM-812用于锂离子电池时，容量发扬稳定145mAh/g，2.84.2V，1C，循环寿命长(800次，1C)，高倍率放电性能佳15C，耐过充才干强，是国内外同类产品的佼佼者。具有LiCoO2的优良电化学性能和更优良的平安性能，是替代LiCoO2的理想正极资料；可逆克容量、平安性能和循环性能高/优于LiMn2O4。 .项目单位标准粒子形状-类球形平均粒径(D50)m8-12比表面积(BET法)m2/g0.20-0.50Co+Ni+Mn量%58-60振实密度g/cm32.50粉体P

5、H值11.0Fe含量ppm 100Ca含量ppm100Sippm200Cdppm1Pbppm160首次充放电效率（半电池）充放电区间4.23.0，0.1C% 8590循环性能(残留容量80%)次人造石墨800天然石墨500包装，净重KG内铝塑真空包装，外塑料桶装；25KG. 充放电曲线扣式电池.循环性能.LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2存在的问题1.资料的初次充放电效率低2.锂层中阳离子的混排，对资料的初次充放电效率及循环稳定性都有影响3.资料的放电电压平台较LiCoO2低，有待提高.LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的改性根底固体电极资料是由质点原子或离子以某种方式陈列聚集而构成的

6、，原子在构成固体资料时原子之间构成化学键，同时使资料具有相应的能带构造与相态构造，这些都决议着资料的性能。晶体资料中的电子运动是由资料的能带构造决议的。晶体资料中锂离子的分散是与资料中锂离子的分散通道有直接关系的。电子电导离子电导元素组成结构电化学性能.LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的改性离子掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2主要改性方法有：外表包覆.离子掺杂改性 锂离子电池的输出功率与资料中的电子电导及锂离子的离子电导都有直接关系，所以以不同手段提高电子电导及离子电导是提高资料的关键。阳离子等价态掺杂阳离子不等价态掺杂掺杂价态更低的离子会导致过度元素的价态升高，即产生空穴，改

7、动资料的能带构造，大幅提高资料的电子电导。等价态掺杂后不会改动原来资料中原子的化合价，但是普通可以稳定资料构造，扩展离子通道，提高资料的离子电导率。阴离子掺杂技术阴离子掺杂多见于F取代2-，经过氟离子体相掺杂可以使资料的结晶度更好，从而添加资料的稳定性。.用金属氧化物Al2O3，ZnO，ZrO2等修饰三元资料外表，使资料与电解液机械分开，减少资料与电解液副反响，抑制金属离子的溶解，优化资料的循环性能。同时外表包覆还可以减少资料在反复充放电过程中资料构造的坍塌，对资料的循环性能是有益的。外表包覆改性.LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2属于一个系列的三元

8、正极资料，镍钴锰价态分别是+2，+3，+4。由于降低了钴含量，添加了锰含量，使产品更具有本钱优势。当然钴含量低的情况下，资料的稳定性会有所下降，资料的倍率性能和循环性能有待进一步提高。制备方法与改性方法与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2类似LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2. LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2相比具有更高的镍含量，可以使资料的克容量发扬的更高，提高电池的体积能量密度，是目前用量很大的三元资料。 然而由于化合价平衡的限制，使资料中镍有一部分以三价的方式存在，混合价态使得523的 PH值比较高，11.2左右，控制不好的话极片比

9、较容易吸水，但由于容量高，性价比好，几乎一切的铝壳厂都会用来混钴酸锂提高能量密度，混锰酸锂的也非常多，由于如今523的高温性能得到了明显的改善。很多软包开场用523。LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2.低钴层状三元资料：钴是价钱昂贵的稀缺资源，降低钴含量可以节约资料的本钱。目前已有钴含量降到15%的资料得到运用。高镍层状三元资料：高镍体系资料合成要在氧气气氛下合成，合成难度较大，容易产生锂镍混排，影响资料的性能。但是添加镍含量可以添加资料的克容量，高镍产品必然是未来大型电池开展的一种理想资料。层状镍锰二元资料：LiNi0.5Mn0.5O2中Mn 以Mn 4+方式存在，充放电过程中，锰不参与

10、电化学反响，起到稳定资料晶体构造的作用，具有优良的电化学性能但是该资料合成困难，在合成中由于存在杂相而影响资料性能5V尖晶石构造镍锰二元资料：其中以LiNi0.5Mn1.504研讨的最多，伴随构造稳定的钛酸锂负极的技术成熟，合成性能优良的5V电池资料配合钛酸锂负极可以得到电压一直循环稳定的电池体系。LiNixCoyMnzO2的开展动向.LiNixCoyMnzO2中提高镍的含量能大大提升资料的比容量，降低钴的含量又能降低资料本钱，因此，河南思想能源资料自主研发消费的TTM-701515LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2具有比容量高、循环性能优良、高温储存性能好等特点。适用于高容量圆柱锂离

11、子电池和其它锂离子电池。 LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2.SEMTTM-701515.XRDTTM-701515.项目指标典型值D105 5.8D509-1510.7D902.2 2.5比表面积 (m2/g) 0.20.5 0.25pH 值 1112 11.6TTM-701515.电池类型性能数据扣式电池(2.9-4.3V vs Li 负极) 比容量 0.1C (mAh/g) 180首次循环效率(%) 85铝壳电池 (523450方型)(负极：天然改性石墨，测试电压区间： 3.0-4.20V) 比容量1C (mAh/g) 160最大压实密度(g/cm3)3.63.8使用压实密度(g

12、/cm3)3.53.7TTM-701515. TTM-701515 充放电曲线扣式电池.TTM-701515 循环曲线全电池300周容量坚持率90%.xLi2MnO3(1-x)LiMO2Li2MnO3LiMO2 锰以正四价存在，电化学活性差。宽电压范围构造不稳 定，限制容量的发扬。突出特点：2-4.8V发扬 250mAh/g以上的比容量。xLi2MnO3(1-x)LiMO2.xLi2MnO3(1-x)LiMO2反响机理小于 4.5V充电：xLi2MnO3(1-x)LiMO2xLi2MnO3+(1-x)MO2+xLi大于 4.5V充电：xLi2MnO3(1-x)LiMO2xLi2MnO3+(1-

13、x)MO2+xLi放电反响：xMnO2(1-x)MO2+ Li xLiMnO2 (1-x)LiMO2.xLi2MnO3(1-x)LiMO2 由于Li2MnO3在第一次脱出的是Li2O两个锂，嵌入的是一个Li，呵斥该资料的初次充放电效率不高，相关处理方法有两种思绪：a，经过外表包覆Al2O3，AlPO4等减少初次充电脱出Li2O后的氧离子挪动，为锂离子回嵌提供足够的八面体位置。b，经过与Li4Mn5O12，LiV3O8等其他锂离子客体资料混合，提供锂离子回嵌需求的位置。 The University of Texas at Austin, Austin, TX 78712, USA.xLi2MnO3(1-x)LiMO2 基于Li2MnO3 的层状固溶体资料由于具有200 mAhg以上的高比容量，被称之为新型三元资料，近几年遭到宽广研讨者的热捧。然而由于Li2MnO3 的脱锂反响发生在.5伏以上的高电位平台，所以该资料要在更宽的电压范围内任务同时该资料初次不可逆容量高，有研讨经过掺杂锂离子的宿主资料，使初次脱出的锂可以回嵌进构造，从而减小资料的初次不可逆容量由于该资料容量高，且廉价的锰含量高，在未来动力电池领域有很好的前景。.三元资料的运用现状三元混钴酸锂做高性能铝壳三元混锰酸锂做高性价铝壳三元混锰酸锂做动力电池纯