限制動力電池復合三元材料發(fā)展的因素有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-14 21:53
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層狀鎳鈷錳酸鋰（NCM）或鎳鈷鋁酸鋰（NCA）三元材料由于其具有放電容量大、能量密度高等優(yōu)點已成為目前最具發(fā)展前景的電動汽車用動力鋰離子電池正極材料之一。并且，隨著鎳（Ni）含量的增加，三元材料的比容量、能量密度增大，因此，高鎳系三元材料是未來三元材料的發(fā)展方向。目前，限制三元材料發(fā)展的主要因素包括：
（1）隨著Ni含量的增加，材料的循環(huán)性能變差；
（2）隨著Ni含量的增加，材料表面殘Li量增加，從而導致材料可加工性能變差；
（3）隨著Ni含量的增加，材料熱穩(wěn)定性變差。
目前，主要采用離子摻雜、表面包覆以及電解液添加劑等措施改善三元材料的上述缺陷。其中，表面包覆是改善三元材料上述缺陷的一種重要手段，包覆層種類和包覆手段是決定包覆效果的關鍵因素。最佳的包覆層材料需要具備以下特征：
（1）材料具備良好的電化學活性及良好的電子導電性；
（2）材料的一次顆粒均一且顆粒尺寸越小越好，如果材料形成了二次顆粒則需具備易分散特性；
目前，工業(yè)上普遍采用Al2O3或SiO2濕法或干法包覆三元材料。但上述包覆層材料的電子導電率和鋰離子電池遷移率均較低并且不具備電化學活性，并不是理想的包覆層材料。
磷酸鐵鋰（LFP）由于其具有比容量高、循環(huán)壽命長、成本低等優(yōu)點是目前商用的動力鋰離子電池正極材料之一。經(jīng)過表面碳包覆后的LFP具有較高的電子導電率和鋰離子遷移率，并且LFP本身即為鋰離子電池正極材料，具有良好的電化學活性，因此將其作為包覆層包覆于三元材料表面形成三元材料@LFP核殼結構材料，可在不降低本征材料容量的同時提高其熱穩(wěn)定性能和循環(huán)穩(wěn)定性能。
針對上述情況，威旭鋰電利用自主開發(fā)的水熱合成工藝，開發(fā)出一款三元材料表面包覆層材料磷酸鐵鋰產(chǎn)品，其具有：
（1）導電性能優(yōu)異（電導率1~10-1S/cm），碳包覆均勻；
（2）一次顆粒呈均一的短棒狀，粒徑<100nm；
（3）二次顆粒為軟團聚形成，易分散；
（4）產(chǎn)品純度高，無磁性雜質等優(yōu)點。
（1）隨著Ni含量的增加，材料的循環(huán)性能變差；
（2）隨著Ni含量的增加，材料表面殘Li量增加，從而導致材料可加工性能變差；
（3）隨著Ni含量的增加，材料熱穩(wěn)定性變差。
目前，主要采用離子摻雜、表面包覆以及電解液添加劑等措施改善三元材料的上述缺陷。其中，表面包覆是改善三元材料上述缺陷的一種重要手段，包覆層種類和包覆手段是決定包覆效果的關鍵因素。最佳的包覆層材料需要具備以下特征：
（1）材料具備良好的電化學活性及良好的電子導電性；
（2）材料的一次顆粒均一且顆粒尺寸越小越好，如果材料形成了二次顆粒則需具備易分散特性；
目前，工業(yè)上普遍采用Al2O3或SiO2濕法或干法包覆三元材料。但上述包覆層材料的電子導電率和鋰離子電池遷移率均較低并且不具備電化學活性，并不是理想的包覆層材料。
磷酸鐵鋰（LFP）由于其具有比容量高、循環(huán)壽命長、成本低等優(yōu)點是目前商用的動力鋰離子電池正極材料之一。經(jīng)過表面碳包覆后的LFP具有較高的電子導電率和鋰離子遷移率，并且LFP本身即為鋰離子電池正極材料，具有良好的電化學活性，因此將其作為包覆層包覆于三元材料表面形成三元材料@LFP核殼結構材料，可在不降低本征材料容量的同時提高其熱穩(wěn)定性能和循環(huán)穩(wěn)定性能。
針對上述情況，威旭鋰電利用自主開發(fā)的水熱合成工藝，開發(fā)出一款三元材料表面包覆層材料磷酸鐵鋰產(chǎn)品，其具有：
（1）導電性能優(yōu)異（電導率1~10-1S/cm），碳包覆均勻；
（2）一次顆粒呈均一的短棒狀，粒徑<100nm；
（3）二次顆粒為軟團聚形成，易分散；
（4）產(chǎn)品純度高，無磁性雜質等優(yōu)點。
