鉅大LARGE | 點擊量：1393次 | 2021年06月17日
鋰離子電池正極材料的常見制備方法
隨著全球多樣化的發展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產品，那么你一定不了解這些產品的一些組成，比如鋰離子電池正極材料。
作為動力鋰離子電池的核心，正極材料約占新能源汽車制造成本的30-40%。目前，已被大規模應用的重要應用包括磷酸鐵鋰，錳酸鋰和三種類型的三元材料：錳酸鋰鎳鈷和鋁酸鋰鎳鈷。其中，磷酸鐵鋰和錳酸鋰材料基礎研究的技術突破空間不大，其能量密度和重要技術指標已接近其應用極限。從技術進步的角度來看，三元材料具有能量密度高，循環壽命長，可靠性高等優點，已逐漸成為動力鋰離子電池正極材料的主流。
在鋰離子電池及其下游產業的快速發展的帶動下，鋰離子電池正極材料的數量迅速新增。2016年，鋰離子電池正極材料的全球銷量達到31.74萬噸，同比上升42.1%，2011年至2016年的年均復合上升率為32.17%。從應用結構的角度來看，鋰離子電池正極材料市場可細分為小型鋰離子電池正極材料市場和動力鋰離子電池正極材料市場。小型鋰離子電池正極材料重要包括鈷酸鋰，三元材料和錳酸鋰，而動力鋰離子電池正極材料重要包括鋰錳氧化物，磷酸鐵鋰和三元材料。
研究熱點重要集中在層狀LiMO2和尖晶石LiM2O4的化合物以及結合了兩種M(M為Co，Ni，Mn，V和其他過渡金屬離子)的相似電極材料上。作為鋰離子電池的正極材料，在Li+離子的脫嵌和嵌入過程中，結構變化的程度和可逆性決定了電池的穩定和重復充電和放電性能。在正極材料的制備中，原料的性質和合成工藝條件將影響最終結構。各種有前途的陰極材料在使用過程中都有衰減的能力，這是研究的重要問題。
鋰離子電池正極材料的性能直接影響鋰離子電池的性能，其成本直接決定電池的成本。陰極材料的工業生產方法很多，合成路線比較復雜，溫度，環境和雜質含量的控制相對嚴格。陰極材料的工業生產方法很多，合成路線相對復雜。溫度，環境和雜質含量的控制也很嚴格。正極材料重要包括鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰，三元材料等。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
絡合方法使用有機絡合物來首先制備包含鋰離子和鈷或釩離子的絡合物前體，然后進行燒結以制備它們。該方法的優點是分子尺度混合，材料均勻性和性能穩定性，并且正極材料比固相方法具有更高的電容。它已在國外作為鋰離子電池的工業方法進行了測試，并且該技術還不成熟。報告。
固相法：通常在研磨和混合后選擇碳酸鋰和鈷化合物或鎳化合物等鋰鹽，然后進行燒結反應。該方法的優點是工藝流程簡單，原料容易獲得。它屬于在鋰離子電池開發的早期被廣泛研究和開發的方法。國外技術比較成熟;性能穩定性差，批次之間的質量一致性差。
溶膠凝膠法使用1970年代開發的超微粒子的制備方法來制備正極材料。該方法具有方法復雜的優點，并且所制備的電極材料具有更大的電容新增。一種在國內外迅速發展的方法。缺點是成本高，技術尚處于開發階段。
離子交換法：通過離子交換法制備的LiMnO2具有270mAh/g的可逆放電容量。這種方法已成為一個新的研究熱點。具有電極性能穩定，電容高的特點。然而，該方法涉及耗能和耗時的步驟，例如溶液重結晶和蒸發，這是不實際的。
正極材料的研究從國外文獻可看出,其電容量以每年30～50mA·h/g的速度在上升，發展趨向于微結構尺度越來越小，而電容量越來越大的嵌鋰化合物，原材料尺度向納米級挺進，有關嵌鋰化合物結構的理論研究已取得一定進展，但其發展理論還在不斷變化中。在研究設計過程中，一定會有這樣或著那樣的問題，這就要我們的科研工作者在設計過程中不斷總結相關經驗，這樣才能促進產品的不斷革新。
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