PDF《研究进展》

第28 卷第

2 期上海电力学院学报Vol.

28,No.

2 2012 年4月Journal of Shanghai University of Electric Power zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz Apr.

2012 文章编号:

1006 - 4729( 2012)

02 -

0143 -

06 锂离子电池三元正极材料[ Li-Ni-Co-Mn-O] 的 研究进展 收稿日期:

2011 -

07 -

04 通讯作者简介: 徐群杰(

1969 - ) , 男, 博士, 教授, 江苏丹阳人. 主要研究方向为电化学及光谱电化学等. E- mail: xuqunjie@ shiep. edu. cn. 基金项目: 上海市科委能力建设项目( 09230501400, 10160502300) . 徐群杰,周罗增,刘明爽,潘红涛,邓先钦 ( 上海电力学院 能源与环境工程学院,上海 200090) 摘要: 从制备性能、 改性和安全性能

3 个方面, 论述了锂离子电池三元正极材料[ Li- Ni- Co- Mn- O] 的研究现 状, 指出了其产业化所面临的问题, 并给出了相应的对策. 关键词: 三元正极材料;

锂离子电池;

镍钴锰酸锂 中图分类号: O646.

21 文献标志码: A Research Progress in Cathode Material of Li-Ni-Co-Mn-O for Lithium Ion Battery XU Qun- jie,ZHOU Luo- zeng,LIU Ming- shuang,PAN Hong- tao,DENG Xian- qin ( School of Thermal Power and Environmental Engineering,Shanghai University of Electric Power,Shanghai 200090,China) Abstract: The present research progress of cathode material Li- Ni- Co- Mn- O for lithium ion batteries is reviewed. From the perspectives of the performance of the prepared materials,the improving methods and the battery safety performance,the present progress of research on cathode material Li- Ni- Co- Mn- O for lithium ion batteries are studied. The latest research hot spots and the industrialization issues in the current period are demonstrated and some counter- measures are proposed. Key words: cathode material;

lithium ion battery;

Li- Ni- Co- Mn- O 随着石化能源的日益枯竭, 能源问题日益成 为人们关注的焦点. 目前, 寻找可替代的新能源以 及可用于储能的新材料已经成为人们进行科学研 究的重点之一. 作为新能源的锂离子电池自问世 以来就受到极大的关注, 它以电压高、 容量大、 无 记忆效应和寿命长等优点被广泛应用于移动电 话、 数码相机和笔记本电脑等电子产品. 另外, 锂 离子电池还作为替代能源的储能装置直接应用于 电动车及混合电动车. 目前, 研究较多的含锂无机盐正极材料有

4 种[1 ] : 钴酸锂( LiCoO2 ) ;

镍酸锂( LiNiO2 ) ;

锰酸锂 ( LiMn2 O4 ) ;

磷酸铁锂( LiFePO4 ) . 其中, 已经成功 商业化的正极材料有钴酸锂、 锰酸锂和磷酸铁锂. LiCoO2 和LiMn2 O4 的原料成本较高, 放电比容量 小且电化学稳定性较差, 难以满足锂离子动力电 池的要求 [2 ] . 而LiFePO4 存在理论和实际比容量 小, 以及导电性差等缺点, 使其难以进行大规模商 业应用. 正极材料[Li- Ni- Co- Mn- O]在价格、 热稳定 性, 以及循环稳定性方面具有优势, 是目前高容量 ( 首次放电容量高达

140 ~

200 mAh・g -

1 ) 电极材 料的重要发展方向. Li- Ni- Co- Mn- O 与LiCoO2 同为a- NaFeO2 型层状结构, 属于 R3m 空间, 放电范 围较宽( 2.

5 ~ 4.

6 V) , 是目前的研究热点.

1 Li- Ni- Co- Mn- O 的制备 目前, 研究较多的正极材料[ Li- Ni- Co- Mn- O] 为LiNi1 /3 Co1 /3 Mn1 /3 O2 , 材料由 OHZUKU[3 ] 首次制 备, 采用固相法合成. 该正极材料在 3.

5 ~ 4.

2 V 时, 容量为

150 mAh ・ g -

1 ;