钜大LARGE | 点击量：1794次 | 2018年05月27日
锂离子电池正极材料的制备方法
作为锂离子电池材料工业化制造、批量化生产系列的最后一篇，本文主要介绍正极材料的相关的合成方法以及相关技术手段，相比较其他三大主材，正极材料的工业化生产工序较多，合成路线也相对比较复杂，对温度、环境、杂质含量的控制也比较严格，正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，由于目前市场上能量密度高的动力电池正极材料均是不同配比的三元材料，所以本文就以三元材料入手，开始介绍材料的工业化生产方法。
三元材料的起源：
三元材料最早可以认为来自于20世纪90年代的掺杂研究，如对LiCoO2，LiNiO2等掺杂，在LiNiO2中通过掺杂Co的研究，形成LiNi1-xCoxO2系列正极材料，在20世纪90年代后期，有关学者进行了在LiNi1-xCoxO2中掺杂Mg，Al以及Mn的研究。法国Saft-LiNi1-x-yCoxAlyO2与LiNi1-x-yCoxMgyO2，但早期的Li(Ni,Co,Mn)O2没有阐明反应机理与采用合适的制备方法，21世纪初，日本Ohzuku与加拿大J.R.Dahn，利用氢氧化物共沉淀法制备出一系列Li(Ni,Co,Mn)O2化合物。其中，镍是主要的电化学活性元素，锰对材料的结构稳定和热稳定提供保证，钴在降低材料电化学极化和提高倍率特性方面具有不可替代的作用。三元材料具有高的比容量，良好的循环性能，稳定的结构，可靠的安全性以及适中的成本。在实验室的基础研究中，没有发现该材料的明显缺点。
从正极材料的发展路线图中也可以看出，三元材料的发展对整个动力电池能量密度的提升起到了重要的作用。
三元材料的合成方法：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
2018-02-1523:16?2745次阅读0
作为锂离子电池材料工业化制造、批量化生产系列的最后一篇，本文主要介绍正极材料的相关的合成方法以及相关技术手段，相比较其他三大主材，正极材料的工业化生产工序较多，合成路线也相对比较复杂，对温度、环境、杂质含量的控制也比较严格，正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，由于目前市场上能量密度高的动力电池正极材料均是不同配比的三元材料，所以本文就以三元材料入手，开始介绍材料的工业化生产方法。
三元材料的起源：
三元材料最早可以认为来自于20世纪90年代的掺杂研究，如对LiCoO2，LiNiO2等掺杂，在LiNiO2中通过掺杂Co的研究，形成LiNi1-xCoxO2系列正极材料，在20世纪90年代后期，有关学者进行了在LiNi1-xCoxO2中掺杂Mg，Al以及Mn的研究。法国Saft-LiNi1-x-yCoxAlyO2与LiNi1-x-yCoxMgyO2，但早期的Li(Ni,Co,Mn)O2没有阐明反应机理与采用合适的制备方法，21世纪初，日本Ohzuku与加拿大J.R.Dahn，利用氢氧化物共沉淀法制备出一系列Li(Ni,Co,Mn)O2化合物。其中，镍是主要的电化学活性元素，锰对材料的结构稳定和热稳定提供保证，钴在降低材料电化学极化和提高倍率特性方面具有不可替代的作用。三元材料具有高的比容量，良好的循环性能，稳定的结构，可靠的安全性以及适中的成本。在实验室的基础研究中，没有发现该材料的明显缺点。
锂离子电池正极材料的制备方法
锂离子电池正极材料的制备方法
从正极材料的发展路线图中也可以看出，三元材料的发展对整个动力电池能量密度的提升起到了重要的作用。
三元材料的合成方法：
锂离子电池正极材料的制备方法
先放出不同材料的热稳定性，从图中可以看出，随着镍含量的提高，整个正极材料的热稳定性是下降的，需要在性能以及安全方面找到一个平衡点，不能盲目的为了提高能量密度而去应用不安全的材料。
首先按照化学计量比配置一定浓度的金属离子混合溶液，同时配置一定浓度的氨碱混合溶液作为沉淀剂以及络合剂，连续通入氮气使反应釜气氛为氮气后进行反应，通过调节溶液pH值，生产复合沉淀物，经过过滤、洗涤、真空干燥后直接得到前驱体。涉及到沉淀剂的选择、络合剂的使用、加料方式的选择、反应气氛的控制等等。
锂源的选择：
工业化生产一般选择氢氧化锂和碳酸锂，但氢氧化锂含有结晶水，混合效果不好，所以碳酸锂用的多一些。最常见的含锂矿物质为锂辉石和卤水。
锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。正极材料占有较大比例（正负极材料的质量比为3:1~4：1）,因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。
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