多年总结锂电池问答99问答

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1、锂电池问答1、在三元正极材料的检测方面，我想知道主含量镍钴锰的可采用什么检测手段，其检测原理又是什么？以用重量法测镍，电位滴定测钴（除锰） ，改变条件，用钴电位仪可以滴定钴锰的总量，在溶液中加入能让三价锰稳定的草酸或焦磷酸；至于滴锰，有国标法可以借鉴，用电位滴定的，GBT-1506-2002 。另外有篇文献的化学分析法测定 Li1-x-yCoxMnyO2 中的镍、钴、锰含量 ， 电位滴定法测定复杂钴镍锰物料中钴、镍、锰的研究 。还有有的人认为这个用 ICP-AES, ICP-AAS 或者 ICPMS 检测比较简单，其实不然，由于三元材料的中的Ni，Co ，Mn 含量是很高的，用 ICP 检测时

2、需要将其无限的稀释之后才能检测，根本就达不到精度，偏差很大的。GBT1506-2002.pdf 2010年 -2015年 中 国锂 离 子 电 池 行 业 动 态 及 投 资 前 景 分 析 报 告 （ 178页 ） .pdf2、能否比较客观的分析一下锂离子电池的发展前景锂离子电池现在的应用市场和应用范围是有目共睹的。大家也都热火朝天的在做很多方便的研究。但是中国的锂电池工艺技术远落后于现在的日本和韩国，不仅仅是在电池的制造技术上，还是在基础研究上。我个人觉得，对于锂电池今后应该是朝着更加安全，容量更加高，和整体开发运用上去发展（包括电芯制造技术，电池管理系统和电池运用技术） 。前景是无容置疑

3、的！我个人觉得在今后至少 20 年的时间内还不会有其他的能源出来取代其强势发展地位！3、对镍锰酸锂发展前景怎么看，目前有该产品的厂家国内有哪些呢？尖晶石型镍锰酸锂是在尖晶石型锰酸锂基础上发展起来的，与锰酸锂一样是具有三维锂离子通道的正极材料，可逆容量为 146.7mAh/g，与锰酸锂的差不多，但电压平台为 4.7V 左右，比锰酸锂的 4V 电压平台要高出15%以上，且高温下的循环稳定性也比原有的锰酸锂有了质的提升。镍锰酸锂是正在开发中的具有诱人前景的锂离子电池正极材料，与钴酸锂正极材料相比，其输出电压高、成本低、环境友好；与锰酸锂正极材料相比，其在高温循环下的稳定性大大提高；与磷酸亚铁锂正极材

4、料相比，其制备工艺简单，生产的批次稳定性好，特别是在与钛酸锂负极相匹配时，磷酸亚铁锂-钛酸锂单体电池仅有 1.9V 输出电压，而镍锰酸锂-钛酸锂单体电池输出电压可高达 3.2V，优势非常明显。 目前，一般认为镍锰酸锂主要应解决其生产中的规模化制备问题及应用中的高电位电解液耐受性问题。如能顺利解决上述问题，则这种具有 4.7V 的锂离子电池正极材料必将成为未来大型、长寿命、高安全锂电产品首选正极材料。但是目前市场上还没有实质意义上的正式生产。一方面，镍锰酸锂属于三种金属元素（锂、镍、锰）的复合氧化物，在合成上用常规方法难以实现各原料成分的均匀混合；另一方面，对于这种电压平台达 4.7V，充电截止

5、电压达 5.2V 的高电位材料的电化学性能、特别是其在实用电池体系中的电化学特性方面的认识并不十分清楚。所以如果要实现其产业化的话预计还需要一段时间的研究。4、国内哪个所，哪所高校对锂离子电池的研究做的比较多，尤其是在产业化方面有突出贡献的。负极材料方面：国内高校及研究院研究者中最为有名的是陈立泉院士课题组正极材料：中南大学的胡国荣教授研究的高压实钴酸锂（在湖南瑞祥已经商业化） ，高性能三元材料，现在正在研究二元材料，已经取得了研究突破。电子部第十八研究所（天津电源研究所） ，天津力神的强有力后盾支持者。中科院化学所的隔膜生产研究，2007 年 11 月成功建成并投产了一条年产聚丙烯微孔膜 6

6、00 万平方米的生产线。其他的还有很多的，有兴趣的话自己可以上网搜索。5、楼主，问一个问题，我做的石墨负极材料，刚涂布到铜箔上时是灰色的，但是当石墨嵌满锂时我刚将其解剖开是金黄色的，在空气中放一会变成了黑色。有一节电池循环性能不好，在其嵌满锂时我将其解剖开，发现在石墨表面大量析气，最后在石墨表面形成了白色的泡沫状产物，我发帖子跟他们讨论说是石墨的嵌锂化合物反应生成的氢氧化锂，我现在迷茫的就是这几个颜色不同的到底是什么物质，是怎样形成的？石墨负极材料，即电池在满充电状态下，表现正常的就是金黄色的，这的石墨嵌入锂离子后形成 LiC6 的颜色显现。电池循环性能不好，嵌满锂时我将其解剖开，发现在石墨表

7、析气冒泡，这里有两个问题存在，一个就是你是负极材料本身有问题，再者就是电池的正负极容量不匹配造成了电池在循环过程中在负极表层析锂，遇空气之后锂与空气反而引起的。白色的泡沫状产物一般为氢氧化锂和碳酸锂的混合物，碳酸锂占多数。那为什么负极会从灰色变为黑色呢？白色的可能是过充后锂沉积后与空气的产物，那黑色呢，为什么循环后取出来会是黑色的？是两种不同物质接触空气的结果，循环后的是锂接触控制造成的，一种的 LiC6 接触空气反应造成的。 、6、有一个问题想请教楼主，现在商品化的锂离子电池都是要求隔膜有自关闭的属性，那么如果用一种耐热性足够高（Tg 在 340左右）的聚合物微孔膜作为锂电池的隔膜，您觉得是

8、否可行呢？我个人觉得在现在的电芯技术条件下是不可取的，因为电池有个热效应的，当温度达到一定的程度后，电池内部的反应会加剧，如果隔膜不及时关闭的话，正负极之间就会有锂离子继续传递，对电池的安全性能不好。严重的会爆炸的。如果技术成熟，有高安全的正负极材料和电解液匹配，应该是可以的。7、问下楼主对现在的正极材料发展怎么看，锰酸锂。磷酸铁锂，钒酸锂，硅酸铁锂，硅酸锰锂，二元，三元。不知道楼主对这些材料有什么看法呢？1、钴酸锂：钴酸锂也是目前应用最为广泛的正极材料，钴产生 3.9V(vs. Li)的电势平台，对钴酸锂而言，对应于其理论容量，高达 274mAh/g，实际容量可达 155mAh/g，具有很高

9、的能量密度。但是对钴酸锂（Li xCoO2，00.55 时，材料的容量发生严重的退化，其层状结构倾向于塌陷。另外其资源紧缺也是限制瓶颈之一。2、镍酸锂：Ni 4+/Ni3+电对能产生 3.75V 的电势平台。它能可逆的嵌脱 0.7Li，具有接近 200mAh/g 的循环容量，但在实际中，很难得到这个结果。首先在高温下，由于 Li 的挥发，很难合成化学计量比 LiNiO2，高温时六方相的 LiNiO2 很容易向立方相的 LiNiO2 转变，这种锂镍置换的立方相的没有电化学活性，而且这个反应的逆过程很慢并且不完全。此外在充放电过程中，LiNiO 2 还会发生一系列的结构变化，而导致嵌锂容量的损失。

10、实际上镍酸锂无太大实用价值。3、镍钴二元材料和多元复合材料：由于半径相近，Ni 和 Co 几乎可以以任何比例形成固溶体。近几年来，多元混合掺杂的层状氧化物得到了大量的研究，不同金属原子比例的镍钴锰多元材料得到了研究，但是颗粒形貌和粒度分布不得到有效的控制，只有在足够高的电势下(大于 4.5V)才能获得 180mAh/g 的容量，此外没有从根本上改变钴系材料的特点。4、尖晶石锰酸锂：与钴酸锂和镍酸锂相比，锰酸锂原料来源广泛，价格非常便宜（只有 Co 的 10%） ，而且没有毒性，对环境友好。曾一度被认为是替代 LiCoO2 的首选锂离子电池正极材料。尖晶石 LiMn2O4 的容量衰减主要来源于：

11、一方面为强烈的电子-晶格作用，即 Jahn-Teller 效应，在放电过程中，尖晶石颗粒表面会形成 Li2Mn2O4 或形成 Mn 的平均化合价低于 3.5 的缺陷尖晶石相，这会引起结构不稳定，造成容量的损失。另一个方面在于循环过程中 Mn 的溶解流失，由 Mn3+很容易发生歧化反应，生成 Mn2+和 Mn4+；Mn 2+溶解于电解液中而造成 Mn 的流失。所以一直以来市场受到严重限制。5、橄榄石型磷酸铁锂：这个就不多说了，研究比较火热，除了现在 A123 做的比较好之外，其它都是小打小闹的！6、至于钒酸锂，硅酸铁锂，硅酸锰锂这些都还处在实验室研究阶段，研究的人比较多，优点也不少，但是其缺陷性

12、也比较大，要应用的话还要看大家的研究进展状况，估计还要一段时间的磨合，而且钒酸锂的污染比较大，也有毒啊。8、实验室粉末微电极及三电极体系最好是如何制作，用什么材料制作？这里有个三电极的资料，可以参考。粉末微电极我用的少，没有对其做过研究啊。三 电 极 系 统 介 绍 .pdf9、楼主 我们现在在测试原料的水分含量 现在想问哈原料含水量在千分之一左右，甚至低于千分之一，有没有必要进行烘烤，目前想把一些没有必要烘烤的材料不烘烤了，这个有什么后患没？如果材料的失重率低于千分之一的话可以不进行干燥处理，后续是没有影响的！10、楼主好！我是研究超级电容器方面的，肯定对一些电极材料做电化学测试其性能是必不

13、可少的！我想问问两电极和三电极测试到底有什么实质性的区别？仅仅是有无参比电极的问题吗？再者如果没有参比电极的话，测试的图形好像不是很稳定？它们测试的 CV 图有什么不同呢？哪个测试方法要准确一些呢？谢谢指导！二电极：工作电极和辅助电极；三电极：工作电极/辅助电极与参比电极。装置在工作的时候，会产生电化学极化和浓差极化，三电极体系因为参比电极的作用能够精确的控制电势差，减少误差。二电极法操作简单，但由于无参比或参比与队电极是一个，所以比较适用于恒电流沉积；三电极稍微复杂，但适于恒电位，恒电流，循环伏安，脉冲等等各种电化学沉积。但是总体上来说的话，两电极和三电极并没有实质区别的，关键在于你研究的体

14、系，两电极法对设备要求简单，应用较多。而三电极法虽然误差较小，但是装置搭建和对仪器设备的要求也较高，故在我们的研究体系中我们采用的是两电极的方法进行研究的。如果从应用上来说的话，1.假如要表征一个扣式电池（或者是其他得电池）得总体阻抗得话，一般选择两电极体系，即装配好得扣式电池即可；假如要表征材料得性质，要用到三电极体系，因为参比得引入消除或者减少了对电极得影响，更能表征研究对象得电阻。11、超级电容器中隔膜具体有哪些作用？谢谢1、有效隔离正负电极，阻止活性物质迁移，防止电子导通，保证超级电容器内部不短路和不自放电。 2、能使两极之间进行离子交换，进行电荷富集，从而形成电源电动势。3、 极低的

15、面电阻，以免大电流充放电时引起电容器发热和输出负载电压下降。4、电解液吸附和储存能力。12、楼主你好，问一下怎么看待目前锂电池中电池安全性的问题，有什么新方法、新工艺对提高安全性有帮助？谢谢！首先我想引用毛焕宇说过的一句话诠释一下这个问题：他说“他相信通过电池材料技术、制造技术的不断改进，锂电池的安全问题能够最终解决”。一、电池材料技术1、首要我比较推崇隔膜的一些改进，聚合物改性隔膜和无机有机聚合物改性隔膜，不管是后处理还是制程处理，都能够显著的提高电池的安全性能，尤其是电池的滥用安全性能。比如：德固赛获得专利的创新性产品SEPARION®隔膜使汽车工程师们梦想成真。这是一种经过陶瓷浸

16、渍涂层的以 PET 聚合物为基体的材料，具有相应的化学稳定性和热稳定性。在生产中，德固赛使用由氧化铝、氧化锆和氧化硅组成的特殊混合物高柔性聚合物无纺布，从而制造出可弯曲的隔离膜；Asahi Kasei Inorganic-blended separator (日本旭化成无机混合隔膜)，此隔膜的空孔率在提高到 5070的同时，还将电阻降低到了以往产品的一半。 （以上这些资料我在小木虫内均有共享的，有兴趣可以看看）但是这些改进能够正式投入使用的都是一些国外的企业和研究院所，中国在这方面还要大力加强研究力度。2、正负极材料，这一方面的话做的事情比较多，研究的人也不少，大多都停留在表面包覆改性，掺杂等上面，不过也取得了一定的成效，但是实际上能够发挥很大作用的寥寥无几了。要彻底改善这些害的从源头开发新的高安全性能材料着手。这方面在日本和美国做的比较多，比如美国阿贡实验室，劳伦斯伯克利国家实验室，国太平洋西北国家实验室等。3、电解液，对于现有的液体电解液只要考虑开发温度稳定范围宽、导电率好的锂盐，如 M 公司研究 HQ-115，即二-（三氟