摘要：锂离子电池的容量、循环寿命和安全性等性能很大程度上依赖于正极材料。镍钴锰酸锂(NCM)三元正极材料具有能量密度高、成本低、相对安全等优点而备受关注。但阳离子混排、界面副反应、不可逆相变等问题的存在严重影响了电池的循环和倍率等性能。综述了NCM正极材料的结构特点、问题成因,并从掺杂、表面包覆、单晶和浓度梯度结构等角度探讨了其改性研究情况,对其未来研究方向进行了展望。

摘要：动力锂离子电池(LIB)的安全问题,尤其是热失控这一频发的安全事件严重影响乘车人员的安全以及新能源汽车的推广.本工作使用C80微量量热仪准确测量了商用锂离子电池的内在产热,通过研究分析不同质量比例的负极-电解液产热及不同质量比例的正极-负极产热,明确了LIB在热失控阶段的主要反应分为负极与电解液反应放热(130~200℃),三元镍钴锰酸锂(NCM)正极释氧与负极反应放热(200~240℃)和磷酸铁锂(LFP)正极释氧与负极反应放热(240~300℃)等.通过使用去卷积数学方法对不同质量比例的负极-电解液及不同质量比例的正极-负极产热分析研究表明,在商用锂电池注液系数条件下,电解液会优先与负极反应且被全部消耗,剩余嵌锂负极会进一步与正极反应放热,且反应热与正极材料特性密切相关.残余正极物质虽然结构坍塌仍会释氧,但由于缺少与之反应的负极或电解液,热量不会再明显增加.通过对不同荷电状态(SOC)及不同类型的锂电池主材进行产热测试,能更好地指导电极材料的改性和电池组装的开发设计,从而提高LIB整体热稳定性和安全性,最终获得整包和新能源车的安全提高.

摘要：采用有机体系(NMP+PVDF)混料及乙醇萃取的方法成功制得活性炭/LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(AC/NCM)复合电极片,通过设计不同AC/NCM配比能够调控能量和功率密度。选取AC/NCM为1/3配比的复合正极和硬碳(HC)负极组装的超级电容电池循环伏安(CV)曲线呈现近似矩形的容性特征,恒流充放电过程电压随时间的变化(V-t曲线)呈现出良好的线性行为。此外,采用导电炭黑(SP)/碳纳米管(CNT)/石墨烯(graphene)=3/1/1的质量比设计了复合导电剂,立体导电网络的构建有效降低了器件内阻。按照IEC 62660—1标准,在2.5～4.2 V电压窗口,83.4 W/kg功率密度下测得的能量密度高达66.6 W·h/kg,在最大功率密度6.5 kW/kg下测得的能量密度为21.5 W·h/kg。器件充满电后在65℃高温存储168 h能量保有率为97.4%,且无任何胀气现象,平均自放电率为27.5 mV/天,表现出优良的高温特性。采用14 C和50 C电流循环充放电1000次后能量保有率分别为99.06%和96.45%,体现出该超级电容电池的长寿命优势。在12kW/kg平均放电功率密度下进行脉冲测试,连续放电100次后该器件仍表现出良好的稳定性,表明在车辆启动、脉冲器件等领域具有极大的应用潜力。

摘要：电池级硫酸钴主要用于镍钴锰酸锂正极材料的制备,本文基于国外某电池级硫酸钴蒸发结晶工艺设计实践,对其涵盖的蒸发、结晶、离心和干燥等环节的主流工艺和设备应用情况进行了分析和比较。通过对比多效蒸发和MVR蒸发,由于项目有充足的生蒸汽供应,因此选择三效逆流蒸发工艺;由于间断式结晶工艺存在生产率和自动化程度低等缺点,故选择连续式结晶工艺,采用体积小、单体产能大、能耗较低的DTB型结晶器;通过对比卧式螺旋卸料过滤离心机、双极活塞推料过滤离心机和单级活塞推料过滤离心机的脱水效果和对晶体形貌的破碎程度,选择脱水效果最好的卧式螺旋卸料过滤离心机;在干燥部分,选择单台产能大的固定式流化床。

摘要：随着电动汽车及电能存储产业迅速发展,三元正极材料的大量需求带动了一大批相关产业,包括上游矿产行业,中游材料加工行业,下游电池加工行业。针对三元正极材料的安全性及热稳定性等关键特性,本文总结了面向储能应用需求的三元正极材料加工行业工艺各环节的基本原理和工艺特点,简单介绍了从前驱体到成品全工艺中各流程中的理论,技术,装备,检测,并阐述了未来三元正极产业的发展。