颗粒对三元材料影响

随着新能源行业的迅猛发展,消费者对动力电池的要求随之提高, 高镍三元材料已经成为企业争相布局产能的热门正极材料。然而,在实际应用过程中,其热稳定性较差、与电解液易反应、大电流充电易升温等问题引起众业者关注。针对三元材料的不足,研究者对其进行材料结构设计、优化制备工艺、元素掺杂、表面包覆等。

锂电池图片

单晶结构
目前三元正极主要生产方法为共沉淀-高温固相法,通过共沉淀法制得前驱体,然后与锂盐混合烧结,便可得到产品。其颗粒通常为若干几百纳米的一次粒子组成的微米级球形二次颗粒。随着电池使用时间的增加,一次粒子间的界面很容易产生微裂纹和粉化,导致电池循环稳定性和安全性下降。

单晶颗粒三元材料的优势:可大幅度提高材料的颗粒强度和压实密度;使材料在电池生产过程中易加工,经过辊压不会发生变形或破碎,多次循环后能避免一次粒子界面粉化;比表面积较小,减少了材料与电解液的接触面,防止发生副反应,得以升高电池的电化学性能。

放射状结构
二次颗粒三元材料继承了前驱体内部结构特征,即由内向外放射状生长有利于烧结过程中锂盐在前驱体颗粒内的扩散,使反应更加充分,同时这种结构更稳定,电化学性能更好。

核壳结构
核壳结构由高比容量的内核与高稳定性的外壳组成,内外壳均具有电化学活性,有高密度与优异稳定性等特点,能弥补包覆材料没有电化学活性的缺点。

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