铌元素在锂离子电池中的应用

摘要：

锂离子电池因其能量密度高、环境污染小等优点得到了广泛应用,但其仍然存在不容忽视的问题,电极材料结构劣化导致的电化学性能下降及热稳定性差等问题仍然比较严重,因此电极材料改性仍然是目前锂离子电池的研究重点.基于铌具有其自身独特的优势,将铌引入锂离子电池作为正极掺杂材料,可以提高电子导电性、提高稳定性、扩展Li+嵌入/脱出通道及降低阳离子混排程度;将铌引入锂离子电池作为负极活性材料,铌氧化物和铌基复合氧化物也表现出优异的电化学性能;在固态电解质中,铌既可以作为Li7La3Zr2O12的主要掺杂元素,也是Li5La3Nb2O12中的主要组成元素.本文通过对近期相关文献的梳理,对铌在锂离子电池领域中的应用进行了总结与分析,重点阐述了其掺杂作用机理及其在锂离子电池正极材料、负极材料和固态电解质中的应用.在锂离子电池正极材料中,介绍了Nb在一元材料、二元材料、三元材料以及聚阴离子材料中的研究与应用情况;在锂离子电池负极材料中,介绍了铌氧化物和铌基复合氧化物作为新型负极材料的研究与应用情况;在锂离子电池固态电解质中,介绍了铌的掺杂和应用情况.最后对Nb修饰电极材料的产业应用前景和可行性做了适当的分析.综合分析表明,铌在锂系列电池中的研究范围越来越广阔,应用不断深入,相信未来铌会在锂电池领域发挥更加重要的作用.

关键词：铌、锂离子电池、改性、正极材料、负极材料、固态电解质

所属期刊栏目：9

分类号：O614.51(无机化学)

资助基金：中信-CBMM铌科技发展基金项目;国家电网公司2018科技项目

在线出版日期：2020-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1443-1453