钜大LARGE | 点击量:634次 | 2019年05月10日
锂离子电池三元材料的应用
钴含量越高倍率性能越好。化学共沉淀法在液相化学合成粉体材料中应用最为广泛,一般是向原料溶液中添加适当的沉淀剂,使溶液中已经混合均匀的各组分按化学计量比共同沉淀出来,或在溶液中先反应沉淀出一种中间产物,再把它煅烧分解制备出目标产品。
采用该工艺可根据实验条件对产物的粒度、形貌进行调控,产物中有效组分可达到原子、分子级别的均匀混合,设备简单,操作容易。共沉淀结晶过程主要包括过饱和溶液的形成、晶体成核和晶体的生长三个过程。在描述结晶过程中还应当包括诱导期、半转变期、最大结晶速率、过程阶数等口如。不同金属离子在水溶液发生共沉淀,须满足一定热力学要求与动力学条件,沉淀的生成则可以利用溶度积通过化学平衡理论来定量地讨论。
在一定温度下,难溶盐饱和浴液中各溶液组分以化学计量系数为幂次的浓度乘积是一个常数,这个常数称为溶度积,用Ks。表示。溶度积是反应难溶化合物的溶解性能、计算难溶化合物溶解度和判断在水中沉淀的重要参数,难溶化合物AxB。在饱和溶液中的溶解反应可用下式表示:Ax,(s)=xA”+yM”按照质量作用定律可以写出溶度积的通式:Ksp=(A肿)‘.(Mm-y式中,括号内表示的是组分的浓度,在溶度较高时,要用活度代替浓度。
溶度积是难溶化合物溶解反应平衡时的平衡常数,它的大小可以用来衡量难溶物质生成或溶解能力的强弱。Ksp越小,表明该难溶化合物的溶解度越小,生成该沉淀就相对容易一些。
在进行相对比较时,对于结构类型相同的难溶化合物,溶度积的大小可直接表示物质溶解能力的大小。对于AB型难溶化合物,若溶解度为S(mol.L-1),在其饱和溶液中:AB(s)《=》A+(aq)+B-(aq)平衡浓度(mol.L-1)[A][B]=S×.S'=Ks。S=对于AB2型难溶化合物,同理可推导出溶度积和溶解度的关系为:S=应该注意的是,上述溶度积和溶解度之间的换算只是一种近似计算。仅适用于溶解度很小的难溶物质,而且粒子在溶液中不发生任何副反应,或副反应程度不大的情况。由于溶度积等于矿物溶解反应的平衡常数,因此同样可以由溶解反应的自由能变化来计算溶度积。
InK~=等在一定温度下,难溶电解质的溶度积是一个常数,温度变化时,大多数难溶电解质的溶度积随温度升高而增大,但增大的幅度不大。三元材料制备中相关难溶电解质在25℃时的溶度积常数。
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