本发明提供了一种通过对采用固相法、液相法等各种合成方法制备的锂离子电池正极材料例如LiFePO4的前驱体进行变温联合煅烧，达到对合成锂离子电池正极材料结构和形貌的优化设计和控制，从而获得具有高倍率及超高倍率充放电特性的锂离子电池电极材料的制备方法。

兰炭也称半焦碳，是由低变质煤在隔绝空气的情况下加热获得的固体产品。在兰炭生产过程中，小于3 mm的兰炭粉末约占总质量的10%，这部分兰炭粉(半焦)是用廉价的末煤干馏而成，成本较块煤降低近20%。因其粒度小，不符合生产工艺要求，只能被当作低级燃料廉价处理或被弃置于河道或地头。这不仅造成大量能源浪费，限制兰炭的经济效益，而且对环境造成严重污染。 利用兰炭末制备新材料是有意义的事情，将其改性制备成高性能的锂电池，不仅可以大幅提升兰炭的经济效益，减少废料堆环境的污染，也将降低锂离子电池的成本。目前研究表明：对兰炭末进行高温石墨化处理，性能可以达到锂离子电池负极的性能指标。放电容量达到了300mAh/g以上。循环寿命，循环300次后，容量没有衰减。该项目对环境保护和资源利用有较大的益处，与现有锂电池负极材料相比，有一定的成本优势。

上海科技大学物质学院谢琎课题组与上海交通大学化工系李林森课题组合作，在锂离子电池三元正极材料领域取得重要进展。近日，该研究成果以 Simultaneous enhancement of interfacial stability and kinetics of single-crystal LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 through optimized surface coating and doping 为题，在美国化学会旗下学术期刊 Nano Letters 上在线发表。该工作提出的单晶颗粒表面从 ALD 涂层到表面掺杂的转化方法为稳定高压锂离子电池正极材料提供一种新的思路，也为原子层沉积在设计储能材料界面中的应用开辟了新的机遇。 物质学院谢琎课题组 2018 级硕博连读研究生包文达和上海交通大学 2017级博士研究生钱冠男为该论文共同第一作者，谢琎教授和上海交通大学李林森特别研究员为论文共同通讯作者，该工作得到了上科大刘志课题组博士后蔡军、助理研究员余毅以及上海交通大学博士研究生孟德超、马紫峰教授的帮助和支持，同时感谢上科大物质学院电镜中心、分析测试平台的大力支持。上海科技大学为第一完成单位。该项工作受到了上海市自然科学基金、上科大启动经费和国家自然科学基金等的支持。

将此新材料用于二次电池的阳极，得到的电池容量密度为 137Ah.kg-1，能量密度为152Wh.kg-1；经 120 次充放电后充放电库仑系数为 100%，能量密度仅下降了 9.2%。

尖晶石结构的镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）具有三维扩散通道，其理论放电比容量可达 147 mAh g-1，电压平台高达4.7 V，具有高的能量密度与功率密度，是未来锂离子电池发展中最具前途与吸引力的正极材料之一。该材料在0.1 C电流密度下，放电比容量为132.7 mAh g-1，5 C时，放电比容量仍有93.8 mAh g-1，容量保持率可达70

本项目针对富锂锰基和三元正极材料首次充放电效率低、倍率性能较差、锂层中阳离子的混排、高电压下电极材料与电解液之间反应等问题，通过表面包覆、体相掺杂、颗粒微纳化和形貌控制等多种方法，提高其电化学性能。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 富锂的层状结构Mn基氧化物及三元（NCM）材料具有高容量的特点，成本低廉、工作电压与现有电解液匹配，安全性好，考虑到振实密度、比容量等综合性能，其应用前景很好，适用于数码通讯类电池、笔记本电池、电动工具电池、汽车电池等。该项目已与天津力神电池股份有限公司开展产学研合作，具有很好的合作基础。 项目特色和创新之处：针对富锂锰基和三元正极材料首次充放电效率低、倍率性能较差、锂层中阳离子的混排、高电压下电极材料与电解液之间反应等问题，通过表面包覆、体相掺杂、颗粒微纳化和形貌控制等多种方法，提高其电化学性能。 通过原位XRD、XAS、EXAFS、电化学阻抗谱（EIS）、原位扫描电镜与透射电镜、扫描隧道显微镜、原位核磁共振、同步辐射和中子衍射等技术，获得无机材料及相关体系的原位分析与诊断新方法。优化设计并研制新型电极、电池制备工艺技术，构筑高容量、长循环稳定性的新型锂电池。

锂离子二次电池是继镍氢（Ni-MH）电池后最新一代可充电电池，其质量比能量是Ni-MH电池的1.5-2倍，具有工作电压高（3.6V）、安全、循环寿命长和无记忆效应的优点，工作温度范围可达-20-60℃。自1991年Sony公司用LiCoO2作为正极活性材料的锂离子二次电池商品化以来，锂离子电池目前是供不应求。它广泛地应用于笔记本电脑、个人数据助理、手提终端

锂-硫电池因具有高理论能量密度且价格低廉，被认为是极具潜力的新一代 高能二次电池体系。然而，受限于硫及其放电产物硫化锂(Li2S)的绝缘特性， 以及充放电过程中形成的一系列多硫化锂中间产物易溶于电解液的缺点，导致锂 -硫电池中正极活性物质硫的利用率偏低和电池的循环稳定性欠佳，严重影响锂- 硫电池性能的发挥与实际应用。众所周知，单质硫主要以环状 S8 形式存在，而 这些易溶性多硫化物(Li2S8、Li2S6、Li2S4 等)主要产生于 S8 与 S2 之间的转 变过程中，而通过与碳材料复合可有效地解决

富锂的层状结构 Mn 基氧化物及三元（NCM）材料具有高容量的特点，成本低廉，工作电压与现有电解液匹配，安全性好，考虑到振实密度，比容量等综合性能，其应用前景很好，适用于数码通讯类滇池、笔记本电脑、电动工具电池、汽车电池等。该项目具备产学研合作基础。 项目特色： 针对富锂锰基和三元正极材料首次充放电效率低，倍率性能交差，锂层中阳离子的混排、高电压下电极材料与电解液之间反应等问题，通过表面包覆、体相掺杂、颗粒微纳化和形貌控制等多种方法，以提高其电化学性能。 通过原位 XRD、XAS、EXAFS、电化学阻抗谱（EIS）、原位扫描电镜与透射电镜、扫描隧道显微镜、原位核磁共振、同步辐射和中子衍射等技术，获得无机材料及相关体系的原位分析与诊断新方法。 优化设计并研制新型电极，电池制备工艺技术，构筑高容量，长循环稳定性的新型锂电池。 市场应用前景： 扩大富锂层状与三元电极材料与新型锂电池技术成果的推广力度，促成成果转化和产业化，使中小型企业规模成长，提升电池行业研发水平和产业链结构优化，带动锂电池及储能产业发展。 

1.微电脑控制，控温精度0.1℃； 2.显示：LED显示屏，可显示箱内温度，设定温度，环境温度，输入电压。能设定高低温报警和箱内温度，具有故障提示预警功能； 3、设定温度在-40～-86℃范围调节，箱内温度均匀度≤±5℃； 4.多种故障报警（高低温报警、传感器报警、冷凝器散热差报警、环温超标报警、断电报警、开门报警）； 两种报警方式（声音蜂鸣报警、灯光闪烁报警）； 开机延时保护可设定时间、显示面板密码锁功能防止误操作； 5.网络功能（选配），具有RS-232、RS-485数据接口，可与计算机连接，通过计算机显示、调节箱内温度，显示报警信息，监控设备是否正常； 6.具有远程报警功能，可连接报警器到其他房间实现报警功能； 7.配备万向脚轮，灵活，可移动、可锁定； 8．“创新式”一体式门锁手把设计，可单手开关门； 9．内门手把：一体双料压铸成型，使用方便； 10、冷凝风机：高效节能冷凝风机两个，可根据环静温度实现智能开停，有效节能。环温高于20度时开启2个风机，环温高于12度低于20度时开启一个风机，环温低于12度时关闭所有风机； 11.碳氢压缩机超静音运行； 12.密封性能：内外门五层密封结构，采用耐腐蚀的橡胶材料，抗菌性能优越，密封效果好，不易结霜； 13.材料：机器箱壳采用电锌板；内胆采用δ0.8材料全防腐特殊耐低温镀锌板，加厚VIP航空隔热真空保温材料+无氟发泡剂，保温效果好，VIP厚度15mm； 14.内门：两个，每个内门具有可靠密封条，单独密封。可独立分别存取物品，以减小箱内温度波动，并有效保证物品安全保存； 15.双锁结构设计,自带暗锁，同时可用挂锁，保证用户存储物品安全性，既安全又可靠； 16. 测试孔暗管穿线设计，方便用户实验使用和监控箱内温度，告别后背凌乱传感线； 17.创新双级复叠碳氢（HC）制冷系统设计，选用HC制冷剂，含氟为0，绝对环保； 18.门开报警：通过稳定可靠的门开关，在没有关门的时候及时提醒用户，确保样本安全； 19.25℃环温时，降温速度≤5小时； 20.25℃环温时，国家第三方权威结构认证单日耗电量9.0KW.h/24h； 21.门体平衡孔设计，彻底解决短时间内连续多次开门不用等待； 22.数据下载（标配）：可以通过过USB接口下载箱内设置、实时温度； 23.具有5V冷链供电接口，无须再为冷链监控温度采集模块单独配备电源 24、物联网（选配）：通过无线冷链模块，可实现多台冰箱迅速联网； 25、可选配打印机，温度记录仪；