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        【原創(chuàng)】顆粒對三元正極材料的影響


        來源:中國粉體網(wǎng)   墨玉

        [導(dǎo)讀]  為了改善三元正極材料的性能,要對其進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化制備工藝、元素?fù)诫s、表面包覆。我們就材料結(jié)構(gòu)設(shè)計為大家介紹一些改進(jìn)方向。

        中國粉體網(wǎng)訊  三元正極材料尤其是高鎳三元正極材料的比容量很高,已經(jīng)成為企業(yè)爭相布局產(chǎn)能的熱門正極材料。但是在實際應(yīng)用中它們也不是完美的,仍存在很多需要改善的地方,如安全性能、循環(huán)性能、存儲性能以及大電流充放電性能等。




        為了改善三元正極材料的性能,要對其進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化制備工藝、元素?fù)诫s、表面包覆。我們就材料結(jié)構(gòu)設(shè)計為大家介紹一些改進(jìn)方向。


        類單晶型結(jié)構(gòu)


        目前商業(yè)化的三元正極材料主流制備方法是共沉淀-高溫固相法,通過共沉淀法制得前驅(qū)體,然后與鋰鹽混合燒結(jié),最終制得相應(yīng)的三元正極材料。其顆粒通常為若干幾百納米的一次粒子組成的微米級球形二次顆粒。隨著電池充放電次數(shù)增加,尤其在高電壓下,一次粒子間的界面很容易產(chǎn)生微裂紋和粉化,導(dǎo)致電池循環(huán)性能和安全性能惡化。


        • 將三元正極材料制備成類單晶型顆粒的好處:

        • 可以很大幅度地提高材料的顆粒強(qiáng)度和壓實密度;

        • 得到的材料在電池制作過程中的加工性能好,輥壓不會發(fā)生變形或破碎,多次循環(huán)后能避免一次粒子界面粉化;

        • 此種正極材料的比表面積小,可以減少材料與電解液的接觸面,降低電池充放電過程中的副反應(yīng),從而提高材料的電化學(xué)性能。


        放射狀結(jié)構(gòu)


        二次顆粒結(jié)構(gòu)的三元正極材料繼承了前驅(qū)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征,前驅(qū)體性能的好壞直接影響正極材料的優(yōu)劣。


        前驅(qū)體顆粒由內(nèi)向外放射狀生長有利于燒結(jié)過程中鋰鹽在前驅(qū)體顆粒內(nèi)的擴(kuò)散,使反應(yīng)更加充分,制成的三元正極材料形成由內(nèi)向外的鋰離子擴(kuò)散通道。這種結(jié)構(gòu)有利于鋰離子的脫出和嵌入,顆粒結(jié)構(gòu)也更加穩(wěn)定,大大改善了材料的電化學(xué)性能。


        核殼結(jié)構(gòu)


        表面包覆可以有效改善高鎳材料與電解液的反應(yīng)活性,提升材料循環(huán)穩(wěn)定性,但是包覆材料一般采用沒有電化學(xué)活性的惰性材料。包覆層薄,材料的性能改善不明顯;包覆層厚,材料的比容量損失嚴(yán)重。


        核殼結(jié)構(gòu)三元正極材料可以克服這些問題,其通常由高比容量的內(nèi)核與高穩(wěn)定性的外殼組成,內(nèi)核和外殼均具有電化學(xué)活性,兼具了比容量高與循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點。


        走進(jìn)日加粉體


        石家莊日加粉體設(shè)備科技有限公司成立于2014年5月,為專業(yè)的粉體成套設(shè)備和精密設(shè)備的設(shè)計與生產(chǎn)廠家。公司引進(jìn)日本先進(jìn)技術(shù),與日本粉體設(shè)備行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)合作,派遣公司技術(shù)人員赴日學(xué)習(xí),并聘請日本資深技術(shù)專家作為日常技術(shù)主干常駐工廠。確保先進(jìn)的設(shè)計理念,設(shè)備制作的精度與實用。


        公司主要產(chǎn)品涵蓋三大類:成套設(shè)備的設(shè)計與生產(chǎn),工業(yè)廠房集塵系統(tǒng)設(shè)計與生產(chǎn),單體精細(xì)設(shè)備的設(shè)計與生產(chǎn)。

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        作者:墨玉

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