鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2021年02月24日
鋰離子電池正極材料一般有什么制備方法你了解嗎?
研究的熱點(diǎn)重要集中在層狀LiMO2和尖晶石型LiM2O4結(jié)構(gòu)的化合物及復(fù)合兩種M(M為Co,Ni,Mn,V等過渡金屬離子)的類似電極材料上。作為鋰離子電池的正極材料,Li+離子的脫嵌與嵌入過程中結(jié)構(gòu)變化的程度和可逆性決定了電池的穩(wěn)定重復(fù)充放電性。正極材料制備中,其原料性能和合成工藝條件都會對最終結(jié)構(gòu)出現(xiàn)影響。多種有前途的正極材料,都存在使用循環(huán)過程中電容量衰減的情況,這是研究中的首要問題。已商品化的正極材料有Li1-xCoO2(0 1.固相法 一般選用碳酸鋰等鋰鹽和鈷化合物或鎳化合物研磨混合后,進(jìn)行燒結(jié)反應(yīng)。此方法優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單,原料易得,屬于鋰離子電池發(fā)展初期被廣泛研究開發(fā)生產(chǎn)的方法,國外技術(shù)較成熟;缺點(diǎn)是所制得正極材料電容量有限,原料混合均勻性差,制備材料的性能穩(wěn)定性不好,批次與批次之間質(zhì)量一致性差。 2.絡(luò)合物法 絡(luò)合物法用有機(jī)絡(luò)合物先制備含鋰離子和鈷或釩離子的絡(luò)合物前驅(qū)體,再燒結(jié)制備。該方法的優(yōu)點(diǎn)是分子規(guī)?;旌?,材料均勻性和性能穩(wěn)定性好,正極材料電容量比固相法高,國外已試驗(yàn)用作鋰離子電池的工業(yè)化方法,技術(shù)并未成熟,國內(nèi)目前還鮮有報道。 3.溶膠凝膠法 利用上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的制備超微粒子的方法,制備正極材料,該方法具備了絡(luò)合物法的優(yōu)點(diǎn),而且制備出的電極材料電容量有較大的提高,屬于正在國內(nèi)外迅速發(fā)展的一種方法。缺點(diǎn)是成本較高,技術(shù)還屬于開發(fā)階段。 4.離子交換法 離子交換法制備的LiMnO2,獲得了可逆放電容量達(dá)270mAh/g高值,此方法成為研究的新熱點(diǎn),它具有所制電極性能穩(wěn)定,電容量高的特點(diǎn)。但過程涉及溶液重結(jié)晶蒸發(fā)等費(fèi)能費(fèi)時步驟,距離實(shí)用化還有相當(dāng)距離。 在鋰離子電池正極材料領(lǐng)域,任何微小的技術(shù)革新都有可能掀起新一輪的市場拓展,我國公司應(yīng)加強(qiáng)對正極材料關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)攻關(guān),取得國際領(lǐng)先地位,增強(qiáng)核心競爭力,在國際競爭中取得優(yōu)勢。 鋰離子電池的結(jié)構(gòu),鋰離子電池結(jié)構(gòu)分為五部分,即正極、負(fù)極、隔膜、電解液和外殼。 (1)鋰離子電池正極包含活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體等物質(zhì)。 (2)鋰離子電池負(fù)極包含活性物質(zhì)、粘合劑、溶劑、基體等物質(zhì)。 (3)鋰離子電池隔膜 (4)鋰離子電池電解液 (5)鋰離子電池外殼包含鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣膠帶等五金件。 1)固相法一般選用碳酸鋰等鋰鹽和鈷化合物或鎳化合物研磨混合后,進(jìn)行燒結(jié)反應(yīng)[10]。此方法優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單,原料易得,屬于鋰離子電池發(fā)展初期被廣泛研究開發(fā)生產(chǎn)的方法,國外技術(shù)較成熟;缺點(diǎn)是所制得正極材料電容量有限,原料混合均勻性差,制備材料的性能穩(wěn)定性不好,批次與批次之間質(zhì)量一致性差。 2)絡(luò)合物法用有機(jī)絡(luò)合物先制備含鋰離子和鈷或釩離子的絡(luò)合物前驅(qū)體,再燒結(jié)制備。該方法的優(yōu)點(diǎn)是分子規(guī)?;旌希牧暇鶆蛐院托阅芊€(wěn)定性好,正極材料電容量比固相法高,國外已試驗(yàn)用作鋰離子電池的工業(yè)化方法,技術(shù)并未成熟,國內(nèi)目前還鮮有報道。 3)溶膠凝膠法利用上世紀(jì)70年代發(fā)展起 來的制備超微粒子的方法,制備正極材料,該方法具備了絡(luò)合物法的優(yōu)點(diǎn),而且制備出的電極材料電容量有較大的提高,屬于正在國內(nèi)外迅速發(fā)展的一種方法。缺點(diǎn)是成本較高,技術(shù)還屬于開發(fā)階段[11]。 4)離子交換法Armstrong等用離子交換法制備的LiMnO2,獲得了可逆放電容量達(dá)270mAh/g高值,此方法成為研究的新熱點(diǎn),它具有所制電極性能穩(wěn)定,電容量高的特點(diǎn)。但過程涉及溶液重結(jié)晶蒸發(fā)等費(fèi)能費(fèi)時步驟,距離實(shí)用化還有相當(dāng)距離。