锂离子电池作为当下主流的移动电源，以NCM811 (Ni≥60%) 和NCA为主的高镍三元正极材料，因具有高的放电比容量(＞200 mAh/g)及较高的放电平台电压(~3.8 V), 相对其它正极材料凸显出较高的能量密度优势。高镍三元正极材料结合了Ni-Co-Mn的协同效应, 在比容量和成本等方面相对于LiCoO2有较大的优势。然而，在大规模商业化应用之前，NCM811仍旧有Li/Ni阳离子混排、安全性较差、循环寿命较短、高温和高电压下稳定性较差等问题需要解决。本课题组巧妙地用稀磷酸和NCM811表面残留的锂化合物反应，在NCM811颗粒表面形成一层具有良好锂离子导电的纳米磷酸锂保护膜，再复合石墨烯或碳纳米管，获得一层具有良好锂离子和电子混合导电性能的多功能涂层，使NCM811材料的电化学性能、安全性能和储存性能都得到了**的提高。

1、 磷酸锂涂层包覆三元材料/石墨烯

通过湿化学法利用稀磷酸将NCM811表面的残锂（LiOH,Li2CO3）转变成为均匀的Li3PO4涂层(LPO)，再使用高导电性的石墨烯(GN)将NCM811二次大颗粒连接在一起，构建电子导电和离子导电空间结构。

图1 磷酸锂涂层包覆NCM811/石墨烯的工作原理示意图

图2 对照组和改性样品在25℃（a）和55℃（b）下的初始充电和放电曲线，对照组和改性样品在25℃（c）和55℃（d）3.0-4.3V的电压范围内的循环性能，以及GN-LPO-NCM811/石墨的全电池在2.8-4.2V电压范围内的循环性能。

多功能涂层包覆的NCM811材料无论在低温（25℃）还是高温（55℃）条件下，容量保持率都远远高于未改性NCM811材料。GN-LPO-NCM811/石墨纽扣型全电池同样具有的**循环稳定性。

2、磷酸锂/CNTs复合涂层

利用Li3PO4和CNTs的协同效应在单个NCM811材料二次颗粒表面构造多功能复合涂层，并提出了由NCM811，Li3PO4，CNTs和电解质组成的四相阴极电解质界面，可以更加直观理解复合涂层对高镍三元材料改善作用机理。

图3 磷酸锂/CNTs复合涂层的工作机理的示意图和四相界面的相应反应机理

图4 对照组NCM811（a），LPO-NCM811（b）和CNT-LPO-NCM811（c）的前三圈的循环伏安曲线。室温下，对照组NCM811（e），LPO-NCM811（f）和CNT-LPO-NCM811（g）在3.0-4.3V电压下不同速率的充放电曲线，差示扫描量热法曲线（h），不同条件下的500圈循环的容量保持率(i-m)。

NCM811正极材料的电化学性能改善的原因总结为以下几点。NCM811材料表面的非活性锂残留物（Li2CO3/LiOH）通过与磷酸发生化学反应而减少。其次，均匀且薄的多功能涂层保护NCM811材料免受HF的腐蚀。第三，具有高离子电导率的Li3PO4涂层有利于界面处的Li+迁移。第四，具有**导电性的CNTs(或石墨烯)有助于提高NCM811材料表面涂层的电子电导率并降低电荷转移电阻。最后，CNT（或石墨烯）和Li3PO4的组合具有一些协同效应。CNTs由Li3PO4固定在NCM811材料颗粒表面，不易脱落，CNTs的**柔韧性可以减少Li3PO4涂层的应力开裂，并在长循环和高速率下保持多功能涂层的完整性。

综上所述，高镍三元材料的循环性和导电性变差的主要原因是层状结构稳定性较差、电解液发生分解和电解液与材料表面的副发生反应，而在三元材料表面包覆一层很薄的物质可以**的避免正极材料和电解液的直接接触，可以提高材料的热稳定性、结构稳定性、倍率性能和循环性能等。使用不同的材料构造多功能复合涂层，构建电子导电和离子导电空间结构，这种新颖的策略可以用于开发高性能的高镍三元正极材料的产业化技术，促进高镍三元正极材料的快速产业化和应用范围。

西安齐岳生物可以提供碳负极材料、合金类负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、Fe2O3、Co3O4、TiO2以及金属硫化物等复合电极材料及钛基氧化物及其复合材料,包括Co掺杂的Li4Ti5O12纳米纤维,Pd/CeO2-TiO2纳米纤维膜和N-TiO2/g-C3N4复合材料等一系列锂离子电池负极材料，支持定制。

相关定制列表

TiO2锂离子电池负极材料

NiSnO_3/石墨烯复合材料

磷酸锰锂/石墨烯复合材料

二硫化钛作为锂离子电池负极材料

Cr2O3/TiO2电池负极材料

Si/TiO2锂离子电池负极材料

锂离子电池负极材料TiO2/石墨烯

蜂窝状的TiO2/石墨烯(GNs)复合材料

纳米结构TiO2/碳纳米纤维复合材料

TiO_2/石墨烯(TiO_2/G)复合材料

TiO2/石墨烯复合锂离子电池负极材料

纳米结晶态钛酸锂-二氧化钛复合材料

纳米金属氧化物V_2O_5(TiO_2)/S复合材料

锂离子电池Si基复合材料Si/TiO2及Si/TiO2/C

层状堆叠的TiO2/MoS2核壳结构复合材料

TiO2(B)-C纳米纤维复合材料

TiO/C纳米复合材料

锂离子电池α-Fe2O3/C复合材料

石墨烯-TiO2(B)纳米管复合材料

Li4 Ti5 O12纳米片/TiO2纳米颗粒复合材料

NiO/TiO2-B一维复合纳米材料

一维纳米结构TiO2/碳纳米纤维复合材料

复合Sn,Si等高容量的负极材料

Si@TiO2复合蛋黄-蛋壳结构锂离子电池负极材料

Li4Ti5O12/TiO2复合材料

碳纳米管基NixSy,MoS2,TiO2纳米复合材料

锂离子电池负极的硅/二氧化钛/碳复合材料Si@void@TiO

Cr2O3/TiO2复合材料

SiO2@TiO2复合材料

N-掺杂C包覆TiO2纳米复合材料

TiO2-Carbon复合材料

V2O5(TiO2)/S复合材料

石墨相氮化碳g—C3N4包裹的SnO2-TiO2纳米复合材料

Fe2O3/TiO2纳米管通管阵列

二氧化钛负载硫复合材料HC-TiO2/S复合材料

锂离子电池负极材料TiO_2与TiO_2/GO

掺杂的双连续介孔二氧化钛和碳的复合材料

Cu2O@TiO2核-壳复合材料

豌豆状的Sb@TiO2复合材料

新型TiO2-B@NiO纳米复合结构

还原石墨烯氧化物/TiO2B复合材料

锂离子电池C/Si复合材料TiO2/Si复合材料

钛基负极材料(Li4Ti5O12和TiO2）

SnO2@TiO2复合材料

钛酸锂Li4Ti5O12/锐钛矿型TiO2作为锂离子电池负极材料

二氧化钛介孔材料用于锂离子电池负极材料

三组元CuO-Cu-TiO2纳米管阵列复合材料

TiO2/石墨烯及TiO2/Fe3O4复合材料

p-n异质结NiO/TiO2纳米复合材料

Si/TiO_2/C锂离子电池负极复合材料

钛基氧化物/CNT负极多孔纳米复合材料

钛基锂离子电池负极材料YiO2/Li4Ti5O12

稻壳衍生的硅基复合材料

TiO2-GNs纳米复合材料

Fe3O4/Fe3C/TiO2@C复合纤维

TiO2@PC作为锂离子电池

SnO2@TiO2复合薄膜材料

Li4Ti5012/TiO2纳米复合材料

片层TiO2/SnO2复合材料

S@TiO2/PPy锂硫电池复合正极材料

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12/TiO2/Ag

TiO2/石墨烯及TiO2/Fe3O4复合结构

纳米二氧化钛/多孔碳纳米纤维复合材料

锂离子电池负极材料CoMn2O4C/Li4Ti5O12Fe2O3@TiO2

纳米金属/TiO2复合材料

碳纳米管与金属氧化物复合材料

LTO/CNFs复合材料

二氧化钛包覆硫化亚锡(TiO2@SnS)复合材料

锂离子电池TiO2/石墨烯纳米复合材料

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)

TiO2/石墨烯气凝胶复合材料

锐钛矿型TiO2钠离子电池负极材料

锰氧化物及其复合物作为锂离子电池负极材料

TiO2P2O5纳米复合材料

共轭聚合物/二氧化钛纳米管复合材料

Fe3O4/TiO2复合材料

多孔Fe_3O_4复合材料

碳、二氧化钛基纳米复合材料

LTO/CNFs复合材料

Li4Ti5O12对LTO/TiO2复合材料

钛酸锂及炭包覆钛酸锂复合材料

掺杂SnO2纳米晶和TiO2-Graphene复合材料

TiO2@carbon复合材料

钛酸锂/碳纳米纤维锂离子电池负极材料

多壁碳纳米管/二氧化钛纳米复合材料(TiO2@MWNTs)

双壳层Si/TiO2/CFs复合材料

双壳结构(SiO2@TiO2@C)作为锂离子电池的负极材料

鸟巢状TiO2纳米线TiO2/Co3O4复合材料

SnO2/TiO2复合材料

互穿网络结构CNT@TiO_2多孔纳米复合材料

C@MoS2,Fe3O4@C和TiO2@C材料

TiO2/RGO负极材料

TiO2@MoS2分级结构复合材料

Li4Ti5O12-TiO2复合材料

Si@TiO2&CNTs复合材料

核壳Co3O4@a-TiO2微/纳米结构作为锂离子电池的负极材料

以上内容来自齐岳小编zzj 2021.4.27