推薦圖文
推薦鋰電資訊
點擊排行
- 6651石墨為什么會成為美國加征關稅中豁免的品種？
- 61922024年全球鋰電行業數據盤點：增長與挑戰并存
- 5883美國關稅對于鋰電產業鏈的影響
- 5834富祥藥業: 鋰電添加劑與微生物蛋白業務前景對比及資源投入重點
- 5425德意軍火巨頭向菲律賓出售先進鋰電潛艇
- 5416廣東首個“飛輪+鋰電”混合新型儲能電站落戶廣州黃埔
- 5277迷之碳酸鋰庫存
- 4838中力再生鋰電叉車成汽車零部件企業降本增效“新寵”
- 4549磷酸鐵鋰電池漸成市場主力
石墨烯包覆
石墨烯由于自身的超高導電性，大比表面積，強機械性能等等優點，在眾多領域，如鋰電、鈉電、超級電容器等得到了廣泛應用。作為包覆層材料，石墨烯能夠很好地改善電子導電性能。表1列出了三種不同的制備方法(球磨、機械混合、冷凍干燥)得到石墨烯包覆的三元正極材料。包覆后的復合材料不約而同的展示出增強的倍率性能、循環性能。
導電高分子包覆
導電高分子聚合物，比如聚吡咯(PPy),聚3,4-亞乙二氧基噻吩(PEDOT),聚酰胺(PI)被廣泛應用于三元材料的包覆改性中。
包覆提高鋰離子遷移速率
相較于電子導電率(~10-5 S cm-1)，離子導電率要低幾個數量級(~10-11 cm2 S-1)。因此，提高鋰離子的遷移速率，尤其在大倍率下，顯得十分重要。含鋰金屬氧化物是提高鋰離子導電性的常見的一類包覆材料，包括Li2ZrO3，LiNbO3，Li4Ti5O12，Li2TiO3，Li3VO4，LiSnO3，Li2SiO3和LiAlO2等等， 5.2 無定型材料
包覆無定型材料是另一類常見的提高鋰離子導電性的方法。多孔無定型的MOFs包覆無疑是一種很好的選擇。Li等人報道了利用鋁基的NH2-MIL-53作為前驅體合成無定型鋁包覆的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2。
通過調節包覆的含量，NCM-622的倍率性能得到了大幅度的提高，得益于更快的鋰離子遷移速率。由于較強的P=O共價結合能力，金屬磷酸鹽具有很好的熱穩定性，因而在包覆領域得到了廣泛的應用。
多次包覆同時提高鋰離子和電子導電率
PEDOT具有很好的電子導電性，PEG擁有很強的離子導電性，Kim等人充分利用了PEDOT和PEG各自的優勢，通過兩次包覆合成了高離子電子導電的PEDOT-co-PEG包覆的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2。
該復合材料展示了高比容量，穩定的循環性能，增強的倍率性能。因此，在此基礎上，Kim課題組又合成了更穩定的Al2O3和PEDOT-co-PEG共同包覆的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2。Li等人成功制備了LixAlO2和LixTi2O4包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，該復合物利用LixAlO2納米片作為鋰離子導電媒介，LixTi2O4納米顆粒作為超導體，極大地提升了三元材料的倍率性能。
【展望】
鋰電池廠商概括了常見的三類包覆改性的制備方法，從提高鋰離子、電子導電性能的角度歸納了三元正極材料領域的包覆進展。雖然針對于提升三元材料本身的倍率和循環性能，以及熱穩定性已經取得了一些進展。但是，距離真正的商業化仍然存在以下的幾點問題：
1目前取得的研究進展大多還處于實驗室研究階段，性能測試主要采用半電池。而在實際應用中通常采用石墨作為負電極、三元作為正電極制作全電池，循環性能至少需要在成百上千圈之后維持80%以上。除此之外，實驗室的包覆規模較小，在實際產業化中放大后的實驗條件參數還需進一步探索。
2關于安全性的問題，未來的電池發展方向必然是趨于更安全，即使在惡劣的使用條件下，比如，過充電、過放電、高溫、低溫等等，安全問題不容小覷。
3關于成本，比如多次包覆雖然提高了性能，但是相對的導致了實驗方法步驟繁瑣，增加實驗成本，如何在提高性能的同時降低生產成本仍然是一項挑戰。隨著對三元正極包覆的不斷探索與改進，上述存在的問題將會被不斷地解決，同時，新的挑戰也將會被發掘。
