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，要對其進行材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化制備工藝、元素摻雜、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活性，兼具了比容量高與循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

走進日加粉體

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。公司引進日本先進技術(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)人員赴日學習，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。確保先進的設(shè)計理念，設(shè)備制作的精度與實用。

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