LiCoO2

摘要： 废旧LiCoO_(2)电池资源化利用对缓解我国锂钴资源短缺具有重要意义。分析硫磺气体选择性硫化LiCoO_(2)的热力学过程,探讨温度、硫磺量、总压力、添加剂等因素对LiCoO_(2)硫化转化行为和物相转变规律。结果表明,在温度≤600°C条件下,调节气氛的氧分压P(O_(2))和硫磺分压P(S_(2))可调控Li-Co-S-O体系不同物相的稳定区域,实现LiCoO_(2)选择性硫化和产物调控,且避免SO_(2)等气体的产生。降低体系总压P可降低选择性硫化LiCoO_(2)的反应温度,添加固体碳、铁和氧化铁等将显著影响硫化产物中锂和钴的存在形式。添加FeS_(2)或SO_(2)气体可代替S_(2)气体的硫化作用,对硫化产物中锂和钴的稳定存在形式没有明显影响。气体选择性硫化LiCoO_(2)试验结果验证了计算结果,LiCoO_(2)硫化增重初期SO_(2)利用率约为75%。

摘要： 研究了LiCoO_(2)正极和氧化亚硅/石墨复合负极(LiCoO_(2)-SiO/石墨)软包锂离子电池体系(LIBs)循环衰减机理,通过循环过程中电化学阻抗(EIS)、增量容量分析(ICA)、正负极形貌等分析了循环的影响因素。结果表明,硅基负极材料在完全嵌锂状态下的体积膨胀不仅会导致SiO负极的颗粒破碎,与电解液的副反应加剧,其膨胀应力还会造成电极的导电网络和粘结剂网络的破损,从而导致正负极活性物质利用率降低,降低SiO负极材料的循环性能。此外,SiO负极的充放电电压平台较高,与石墨材料复合使用时,容易造成电池正极的过充和放电容量损失,正极过充会加剧正极材料结构破裂。而随着循环的进行,过充程度和放电容量损失会愈发严重,加速电池循环性能衰减。

摘要： X射线衍射技术是研究物质晶体结构及其变化规律的主要手段,是材料结构表征技术的重要组成部分。随着实验技术的发展,X射线衍射应用越来越宽,且基于物质结构深度研究的功能也越来越强大。粉末衍射的基本应用是根据衍射峰位置和衍射峰强度建立起来的物相定性和定量分析。本文主要开发了用X射线衍射测定四氧化三钴中亚钴含量的方法,介绍了定量分析的原理及对实验条件的选择,结果表明,此方法可以作为对钴酸锂原材料质量评判的标准。

摘要： Lithium cobalt oxide(LiCoO2,LCO)dominates in 3C(computer,communication,and consumer)electronics-based batteries with the merits of extraordinary volumetric and gravimetric energy density,high-voltage plateau,and facile synthesis.Currently,the demand for lightweight and longer standby smart portable electronic products drives the development of the upper cut-off voltage of LCO-based batteries to further improve the energy density.However,several challenges,including irreversible structural transformation,surface degradation,cobalt dissolution and oxygen evolution along with detrimental side reactions with the electrolyte remain with charging to a high cut-off voltage(>4.2 V vs.Li/Li+),resulting in rapid capacity decay and safety issues.Based on the degradation mechanisms and latest advances of the high-voltage LCO,this review summarizes modification strategies in view of the LCO structure,artificial interface design and electrolytes optimization.Meanwhile,many advanced characterization and monitoring techniques utilized to clarify the structural and interfacial evolution of LCO during charge/discharge process are critically emphasized.Moreover,the perspectives in terms of integrating multiple modification strategies,applying gel and solid-state electrolytes,optimizing the recovery process and scalable production are presented.

摘要： Solid-state lithium metal batteries are promising next-generation batteries for both micro-scale integrated electronic devices and macro-scale electric vehicles.However,electrochemical incompatibility between electrolyte and electrodes causes continuous performance degradation.Here,we report a unique design of a double-layer composite solid-state electrolyte(D-CSE),where each layer,composed of both polymer and ceramics,is electrochemically compatible with its contacting electrode(Li anode or LiCoO_(2)cathode).The D-CSE has a small thickness(50μm),high thermal stability(up to 160°C without noticeable deformation),and good flexibility even at a high ceramics content(66.7 wt%).Large-area selfstanding film can be obtained by a facile coating route.The electrolyte/electrode interface can be further enhanced via forming a soft interface by in-situ polymerization.Quasi-solid-state Li|D-CSE|LiCoO_(2)coin cells with the cathode-supported D-CSE can deliver a high initial discharge capacity of 134 mAh g-1and a high capacity retention of 83%after 200 cycles at 0.5 C and 60°C.Quasi-solid-state Li|D-CSE|LiCoO_(2)pouch cells(designed capacity 8.6 mAh)with the self-standing D-CSE have a high retention of80%after 180 cycles at 2 mA charge and 4 mA discharge.At a high cathode loading(19.1 mg cm-2),the Li|D-CSE|LiCoO_(2)pouch cell still can be stably cycled,and can withstand abuse tests of folding,cutting and nail penetration,indicating practical applications of the D-CSE.

摘要： LiCoO_(2)作为商业化最早的锂离子电池正极材料,至今仍受到许多研究人员的广泛关注.高电压下LiCoO_(2)面临着严重的容量衰减和性能下降等问题,实验上通常采用体相元素掺杂以稳定LiCoO_(2)在高电压下的晶体结构,从而提高其电化学性能.Mg元素掺杂被认为是一种能够提高LiCoO_(2)高电压循环稳定性的有效手段,但Mg的具体掺杂形式以及作用机理仍需进一步深入研究.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了LiCoO_(2)中Mg对Co位和Li位各种替代组态的形成能及其电子结构.计算结果表明,Mg在LiCoO_(2)中的替代情况较为复杂:掺杂浓度为3.7%时,Mg更倾向于替代Co位;而掺杂浓度提高至7.4%后,则Mg不仅仅可以只替代Co位或Li位,还存在同时替代Co位和Li位的可能;各种替代组态也呈现出不同的电子态,既存在金属态,也有半导体态,同时在许多情况下还伴有电子局域态.因此,我们认为LiCoO_(2)的Mg掺杂位形与掺杂量有密切的关系,且掺杂诱导的电子结构也存在较大的差异.

摘要： The overcharge behaviors of 1000 m Ah LiCoO_(2)/graphite pouch cells are systematically investigated through the analysis of morphology,structural and thermal stability of LiCoO_(2) under different state of charge(SOC)of 120%,150%,174%,190%and 220%.The LiCoO_(2) experiences the phase transition from O3 to H1-3 and then O1 together with the grain breakage and boundary slip as evidenced by XRD and SEM analysis respectively,which results in the pronounced Co dissolution after the SOC of 174%.The impedance analysis of the pouch cells and coin cells demonstrates that the main contribution of impedance increase originates from the LiCoO_(2) electrode.Under the combined effect of structural collapse,Co dissolution,and electrolyte oxidization,the thermal stability of Li CoO_(2) cathode materials reduces with the progressing of overcharge as revealed by differential scanning calorimetry(DSC)results.We hope that this comprehensive understanding can provide meaningful guidance for advancing the overcharge performance of LiCoO_(2)/graphite pouch cells.

摘要： 对电极材料在固定温度下热力学性质的评价,有助于准确描述锂离子电池(LIBs)的性能.为了全面了解层状锂LiMO2(M=Co、Ni、Mn)的特性,大量理论计算被用来预测该类材料的各种物理、化学性质,包括嵌入电压、Li空位有序化、Li扩散、复杂过渡金属有序化以及电子迁移路径等.然而,在高功率下,电池由于高速运转产生了更多的热量,导致一系列热力学问题出现.目前,大多数基于密度泛函理论(DFT)的研究只考虑了0 K下的热力学性能,而忽略了高温下晶格振动对性能的影响.基于此,在DFT的基础上,通过精确地模拟Li、LiCoO2及Li□CoO2声子谱和晶格振动等热力学参数,计算并绘制了关于Li、LiCoO2及Li□CoO2的温度与赫姆霍兹自由能的关系图;并根据不同温度的相关影响对脱锂电势进行了修正处理,发现随着温度的不断升高,晶格振动会进一步造成脱锂电势的逐步降低,从而导致正极材料的容量减小.

摘要： LiCoO2作为商业化最早的锂离子电池正极材料,至今仍受到许多研究人员的广泛关注.高电压下LiCoO2面临着严重的容量衰减和性能下降等问题,实验上通常采用体相元素掺杂以稳定LiCoO2在高电压下的晶体结构,从而提高其电化学性能.Mg元素掺杂被认为是一种能够提高LiCoO2高电压循环稳定性的有效手段,但Mg的具体掺杂形式以及作用机理仍需进一步深入研究.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了LiCoO2中Mg对Co位和Li位各种替代组态的形成能及其电子结构.计算结果表明,Mg在LiCoO2中的替代情况较为复杂:掺杂浓度为3.7％时,Mg更倾向于替代Co位;而掺杂浓度提高至7.4％后,则Mg不仅仅可以只替代Co位或Li位,还存在同时替代Co位和Li位的可能;各种替代组态也呈现出不同的电子态,既存在金属态,也有半导体态,同时在许多情况下还伴有电子局域态.因此,我们认为LiCoO2的Mg掺杂位形与掺杂量有密切的关系,且掺杂诱导的电子结构也存在较大的差异.

摘要： 以锂过渡金属层状氧化物LiCoO2为研究体系,通过体相掺杂的方法对其进行改性,主要研究了Al掺杂对LiCoO2体系材料结构性能的影响.采用高温固相法合成Li(Co1-zAlz)O2,对样品XRD图谱与标准PDF卡片进行对比分析,研究了不同的铝掺杂对合成样品结构(杂相)的影响,计算了晶粒大小和晶格参数,并得出最佳掺杂量为0.002 mol/L.

摘要： In this work, the removal of cobalt has been precipitation separation in the form of cobalt oxalateby acid-soluble alkali leaching method. At first, the aluminum was selective removal by 5%sodium hydroxide, and then with the mixed solution of H2S04 and H2O2 to achieved the precipitation of cobalt oxalate. Theresults of this study can be considered in making decision which conditions of achieved precipitation of cobaltcan be efficiently applied in a real manufactory and recover valuable metals from waste lithiumion batteriesThe leaching rate of cobalt were evaluated by ultraviolet spectrophotometry.

摘要： In this work, the removal of cobalt has been precipitation separation in the form of cobalt oxalateby acid-soluble alkali leaching method. At first, the aluminum was selective removal by 5%sodium hydroxide, and then with the mixed solution of H2S04 and H2O2 to achieved the precipitation of cobalt oxalate. Theresults of this study can be considered in making decision which conditions of achieved precipitation of cobaltcan be efficiently applied in a real manufactory and recover valuable metals from waste lithiumion batteriesThe leaching rate of cobalt were evaluated by ultraviolet spectrophotometry.

摘要： In this work, the removal of cobalt has been precipitation separation in the form of cobalt oxalateby acid-soluble alkali leaching method. At first, the aluminum was selective removal by 5%sodium hydroxide, and then with the mixed solution of H2S04 and H2O2 to achieved the precipitation of cobalt oxalate. Theresults of this study can be considered in making decision which conditions of achieved precipitation of cobaltcan be efficiently applied in a real manufactory and recover valuable metals from waste lithiumion batteriesThe leaching rate of cobalt were evaluated by ultraviolet spectrophotometry.

摘要： In this work, the removal of cobalt has been precipitation separation in the form of cobalt oxalateby acid-soluble alkali leaching method. At first, the aluminum was selective removal by 5%sodium hydroxide, and then with the mixed solution of H2S04 and H2O2 to achieved the precipitation of cobalt oxalate. Theresults of this study can be considered in making decision which conditions of achieved precipitation of cobaltcan be efficiently applied in a real manufactory and recover valuable metals from waste lithiumion batteriesThe leaching rate of cobalt were evaluated by ultraviolet spectrophotometry.

摘要： 采用固相法在锂离子电池正极材料LiCoO2表面包覆一层LiFePO4;研究了LiFePO4包覆量对材料性能的影响;采用X射线衍射仪和扫描电镜分析样品的晶体结构和表面形貌.研究结果表明:样品具备LiCoO2的α-NaFeO2型层状结构,但随着包覆量的增加,XRD衍射谱显示样品存在多种杂相;合成的样品电化学性能良好,当LiFePO4的包覆量为1%时,在室温下以0.1C倍率充放电,首次放电比容量达145.9 mA·h/g,纯相LiCoO2放电比容量为146.2 mA·h/g.样品采用1C倍率放电时,首次放电比容量达138.9 mA·h/g,循环性能较好,经过20次循环放电比容量仅衰减4.97%.

摘要： 采用固相法在锂离子电池正极材料LiCoO2表面包覆一层LiFePO4;研究了LiFePO4包覆量对材料性能的影响;采用X射线衍射仪和扫描电镜分析样品的晶体结构和表面形貌.研究结果表明:样品具备LiCoO2的α-NaFeO2型层状结构,但随着包覆量的增加,XRD衍射谱显示样品存在多种杂相;合成的样品电化学性能良好,当LiFePO4的包覆量为1%时,在室温下以0.1C倍率充放电,首次放电比容量达145.9 mA·h/g,纯相LiCoO2放电比容量为146.2 mA·h/g.样品采用1C倍率放电时,首次放电比容量达138.9 mA·h/g,循环性能较好,经过20次循环放电比容量仅衰减4.97%.

摘要： 采用固相法在锂离子电池正极材料LiCoO2表面包覆一层LiFePO4;研究了LiFePO4包覆量对材料性能的影响;采用X射线衍射仪和扫描电镜分析样品的晶体结构和表面形貌.研究结果表明:样品具备LiCoO2的α-NaFeO2型层状结构,但随着包覆量的增加,XRD衍射谱显示样品存在多种杂相;合成的样品电化学性能良好,当LiFePO4的包覆量为1%时,在室温下以0.1C倍率充放电,首次放电比容量达145.9 mA·h/g,纯相LiCoO2放电比容量为146.2 mA·h/g.样品采用1C倍率放电时,首次放电比容量达138.9 mA·h/g,循环性能较好,经过20次循环放电比容量仅衰减4.97%.

摘要： 采用固相法在锂离子电池正极材料LiCoO2表面包覆一层LiFePO4;研究了LiFePO4包覆量对材料性能的影响;采用X射线衍射仪和扫描电镜分析样品的晶体结构和表面形貌.研究结果表明:样品具备LiCoO2的α-NaFeO2型层状结构,但随着包覆量的增加,XRD衍射谱显示样品存在多种杂相;合成的样品电化学性能良好,当LiFePO4的包覆量为1%时,在室温下以0.1C倍率充放电,首次放电比容量达145.9 mA·h/g,纯相LiCoO2放电比容量为146.2 mA·h/g.样品采用1C倍率放电时,首次放电比容量达138.9 mA·h/g,循环性能较好,经过20次循环放电比容量仅衰减4.97%.

摘要： 采用固相法在锂离子电池正极材料LiCoO2表面包覆一层LiFePO4;研究了LiFePO4包覆量对材料性能的影响;采用X射线衍射仪和扫描电镜分析样品的晶体结构和表面形貌.研究结果表明:样品具备LiCoO2的α-NaFeO2型层状结构,但随着包覆量的增加,XRD衍射谱显示样品存在多种杂相;合成的样品电化学性能良好,当LiFePO4的包覆量为1%时,在室温下以0.1C倍率充放电,首次放电比容量达145.9 mA·h/g,纯相LiCoO2放电比容量为146.2 mA·h/g.样品采用1C倍率放电时,首次放电比容量达138.9 mA·h/g,循环性能较好,经过20次循环放电比容量仅衰减4.97%.

摘要： 采用固相法在锂离子电池正极材料LiCoO2表面包覆一层LiFePO4;研究了LiFePO4包覆量对材料性能的影响;采用X射线衍射仪和扫描电镜分析样品的晶体结构和表面形貌.研究结果表明:样品具备LiCoO2的α-NaFeO2型层状结构,但随着包覆量的增加,XRD衍射谱显示样品存在多种杂相;合成的样品电化学性能良好,当LiFePO4的包覆量为1%时,在室温下以0.1C倍率充放电,首次放电比容量达145.9 mA·h/g,纯相LiCoO2放电比容量为146.2 mA·h/g.样品采用1C倍率放电时,首次放电比容量达138.9 mA·h/g,循环性能较好,经过20次循环放电比容量仅衰减4.97%.

摘要： 本发明公开了一种超声喷雾煅烧合成LiCoO2粉体的方法，包括以下步骤：将锂源、钴源投入超纯水中混合，得到原料溶液；将原料溶液超声雾化后喷入络合剂溶液中，搅拌混合，冷冻干燥，得到前驱体；将前驱体煅烧处理，得到LiCoO2粉体。本发明还公开了一种LiCoO2粉体在锂离子电池正极中应用。本发明通过超声喷雾法能够实现不同反应物之间的均匀混合，从而显著提高反应速率，降低合成温度、减少反应时间，加速反应物和产物的扩散，同时促进新相的形成，控制颗粒的尺寸和分布。合成的LiCoO2粉体制作的电池具有优异的倍率性能和循环性能。

摘要： 本发明涉及一种使用乙酸或酒石酸作为浸出剂对锂离子电池的阴极中包含的LiCoO2进行酸溶解的方法，所述方法的特征在于其包括第一步骤和第二步骤，其中所述第一步骤包括分离来自阴极的组分，而所述第二步骤包括用至少一种酸溶解纯LiCoO2。所述方法允许实现环境影响低且经济可行的完整回收过程。

摘要： 本发明属于电池回收、低共熔溶剂领域，涉及一种三元低共熔溶剂体系回收锂电池正极材料LiCoO2的方法。本发明采用氯化胆碱、乙二醇及苯甲酸以1：（1.9~1.5）：（0.1~0.5）摩尔比混合配置三元低共熔溶剂体系，配置的三元低共熔溶液粘度低，流动性好，回收成本低，对环境友好。本发明制备的三元低共熔溶剂体系可以高效快速的回收电池正极材料中的钴和锂，缩短了浸出时间，提高了钴和锂的浸出效率。

摘要： 本发明公开了一种多孔结构LiCoO2锂离子电池正极材料及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将CoCl2·6H2O和有机配体H2BDC超声溶解于有机溶剂N,N‑二甲基甲酰胺中，取上清液；步骤2、取步骤1中的上清液进行溶剂热法反应后，进行固液分离后得到块状晶体材料Co‑MOF，将Co‑MOF进行烘干处理；步骤3、将Li2CO3和Co‑MOF放入研钵中，研磨，混合均匀；步骤4、在空气气氛下，将步骤3得到的混合物进行高温煅烧后，得到多孔结构的LiCoO2。本发明制备的具有独特多孔结构的LiCoO2正极材料，表现出较好的循环稳定性。

摘要： 本发明公开了一种四元素协同掺杂的高电压LiCoO2，包括LiCoO2基体以及掺杂于所述LiCoO2基体中的掺杂元素，所述掺杂元素为Al、Mg、Ti和Y，所述Al、Mg、Ti和Y均匀分布于所述LiCoO2基体中。本发明还提供一种四元素协同掺杂的高电压LiCoO2的制备方法。本发明首次发明了四元素协同掺杂的4.5V高电压LiCoO2，克服了单元素掺杂效果不佳的缺点，四种元素的协同作用，有利于得到高电压性能优异的LiCoO2。

摘要： 本发明涉及锂离子电池技术领域，且公开了一种ZnO2包覆纳米La掺杂LiCoO2的正极材料，包括以下配方原料及组分：酒石酸、尿素、三维多孔磷酸锰铁锂。该一种ZnO2包覆纳米La掺杂LiCoO2的正极材料，纳米形貌的La掺杂LiCoO2，La取代了部分Co的晶格，在晶体中产生晶格畸变和缺陷，缩短了锂离子的传输路径，促进了锂离子的传输和迁移，纳米La掺杂LiCoO2的外层包覆一层ZnO2，可以避免La掺杂LiCoO2与电解液直接接触，减少La掺杂LiCoO2与电解质副反应的发生，提高了正极材料电化学循环稳定性，同时在锂离子电池的充放电过程中，ZnO2发生反应生成Li2ZrO3，Li2ZrO3可以提高了正极材料的离子导电性，进一步促进锂离子的传输和迁移，提高了正极材料的倍率性能。

摘要： 本发明公开了基于SiC衬底和LiCoO2缓冲层的AlN单晶材料制备方法，主要解决现有技术制得的自支撑c面AlN单晶材料缺陷密度高，厚度小，物理强度差和剥离成本高的问题。其实现方案是：选用c面SiC作为衬底，以利于降低缺陷密度；选用LiCoO2作为缓冲层，以利于制作厚度大于1μm的AlN单晶材料；在LiCoO2缓冲层和外延AlN材料界面处使用化学腐蚀法或刻蚀法或隔热胶带法进行剥离；对剥离后的基片进行清洗与烘干，制得自支撑c面AlN单晶材料。本发明制作的自支撑c面AlN单晶材料缺陷密度低，厚度大，物理强度高，且剥离成本低，可用于制作柔性可穿戴器件。

摘要： 本发明公开一种利用废弃锂离子电池LiCoO2电极材料制备高活性析氢催化剂的方法，将废弃钴酸锂正极材料经过粉碎后过100目筛，取筛下物，将筛下物磨成400目粉，放入酸中浸泡,向上层清液加入氢氧化钾溶液，至溶液pH值为7为止，向溶液中加入三氯化铁溶液5～10mL，向溶液中放入直径为1cm×1cm的泡沫镍，搅拌使溶液中的废弃钴离子和三价铁离子在泡沫镍电极上发生反应,将电极D依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤3～6次，过滤，将所得的电极D置于干燥箱中干燥，即得高活性的铁钴双金属析氢催化剂。本发明方法简单，易于操作，周期短，制备过程温和，通过对废弃钴酸锂的简单处理，制备出高效的析氢催化剂，实现了废弃材料资源化，成本低廉。

摘要： 本发明公开了一种超声喷雾煅烧合成LiCoO2粉体的方法，包括以下步骤：将锂源、钴源投入超纯水中混合，得到原料溶液；将原料溶液超声雾化后喷入络合剂溶液中，搅拌混合，冷冻干燥，得到前驱体；将前驱体煅烧处理，得到LiCoO2粉体。本发明还公开了一种LiCoO2粉体在锂离子电池正极中应用。本发明通过超声喷雾法能够实现不同反应物之间的均匀混合，从而显著提高反应速率，降低合成温度、减少反应时间，加速反应物和产物的扩散，同时促进新相的形成，控制颗粒的尺寸和分布。合成的LiCoO2粉体制作的电池具有优异的倍率性能和循环性能。

摘要： 本发明提供一种高电压LiCoO2材料及其制备方法，涉及电池材料技术领域。制备方法为按照低热固相法合成纳米级LiCoO2粉末，将LiCoO2粉末分散于弱碱性溶液得到悬浊液，在悬浊液中加入铝盐溶液，得到氢化化铝包覆钴酸锂；将氢化化铝包覆钴酸锂在400～600°C条件下焙烧2～5h得到高电压LiCoO2材料。制备方法简单，生产工序简单，易于操作。得到表面包覆Al2O3的高电压LiCoO2材料。氧化铝在LiCoO2表面形成一层保护层，有效阻止LiCoO2与电解液的直接接触，缓解高电压下电解液分解及电解液中的氢氟酸对正极材料的腐蚀，改善高电压下材料的稳定性。