1:一般来说,高镍的三元正极材料是指材料中镍的摩尔分数大于0.6,这样的三元材料具有高比容量和低成本的特点,但也存在容量保持率低,热稳定性能差等缺陷
2:通过制备工艺的改进可以有效改善材料性能。颗粒的微纳尺寸以及形貌结构,在很大程度上决定着高镍三元正极材料的性能。因此目前主要的制备方法是将将不同原料均匀分散,通过不同生长机制,得到比表面积大的纳米球形颗粒
3:在众多制备方法中,共沉淀法与高温固相法结合是目前的主流方法,采用共沉淀法,得到原料混合均匀、材料粒径均一的前驱体,然后经过高温煅烧得到表面形貌规整、过程易于控制的三元材料,这是目前工业生产的主要方法。
1:锂离子电池通过Li+在正、负极间的嵌入和脱出反应实现电能和化学能的转换。Li+嵌入和脱出的可逆程度越高且对主体结构的影响越小,材料具有越好的循环性能。
2:正极材料晶体结构发育越好,即结晶度高,越有利于Li+扩散,材料电化学性能也就越好。相反,结晶性能不好或含有杂相对材料的电化学性能影响较大
3:不同的形貌及颗粒粒度分布会影响材料振实密度及压实密度,决定材料的体积能量密度。
4:一般情况下,材料粒径越大、振实密度越小、比表面积越小,越不利于Li+在材料中的脱出和嵌入。所以,控制材料的微观形貌与粒度可以提高三元材料的性能。
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镍钴锰三元系材料的化学计量比及分布均匀程度对材料的合成及电化学性能影响很大。
深入研究镍钴锰的配比对制备出电化学性能稳定的材料具有决定性意义。化学计量比的偏离及元素分布不均匀都会导致材料中出现杂相。除上述影响因素外,三元材料的残碱、pH、单晶颗粒大小、锂盐种类、水分、杂质等对材料的电化学性能也有很大影响。
共沉淀法也称液相法,以沉淀反应为基础。一般以一种或多种金属离子的盐溶液为原料,在沉淀剂及配位剂作用下经过并流反应生产沉淀物,经过滤、洗涤、干燥工序后得到产物或前驱体,
与锂盐固相混合后在一定温度和气氛中煅烧一定时间后得正极材料。
共沉淀法具有反应计量准确、反应温度低、操作简单、条 件易于控制、重现性好、电化学性能稳定等优势,成为商业用 合成该材料主要方法。
但共沉淀过程中反应物浓度、温度、pH值、加料速率和搅拌速率决定材料的粒径大小、元素分布、 晶型等物性参数。因此,需要严格控制各工艺参数。
三元材料,是一种层状化合物,脱锂后的热稳定性不够理想,容易引起失氧和相变。而且在200℃左右材料就会分解,发生热失控。
如何提高三元材料的安全性,简单说几点比较重要的:从三元材料本身来讲,进行陶瓷氧化铝的包覆,控制Ni的含量在合理的范围,其次在和电池体系中其他材料的配合上也要下功夫研究,例如电解液添加剂的匹配,陶瓷隔离膜的选择等。
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