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。