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高温镍铬电池的制造环境及要求

来源:   2020-07-10    点击量:47

由于高镍系统正极材料对制备环境、电池环境、储存环境(温度、湿度、氧值)非常敏感。 因此,寻找合适的制备体系对整个高镍体系阴极材料的产业化具有一定的参考价值。 该制备方法对高镍层状材料的微观结构和电化学性能有很大的影响。 常用的制备方法有:高温固相法,共沉淀法,溶胶-凝胶法,喷雾干燥法和燃烧法..


1、 NCA的制备


Cao通过常规的共沉淀法(0≤x≤0.2)阴极材料LiNi0.8Co0.2-xAlx02。第一镍,钴和铝的硝酸盐配制成2mol / L的混合溶液滴加到4摩尔/升氨水调节pH值至8.5,然后加入氢氧化钠溶液滴加至pH为11,接着加入PVP分散剂的,洗涤沉淀物,过滤并干燥,得到镍 - 钴-A1氢氧化物前体。通过Li的摩尔比/ Me的= 1.05,在600℃6小时混合LiOH和前体,煅烧后,放置在氧气流中在750℃8?24小时的煅烧,以获得煅烧LiNi0.8Co0.2-xAlx02 0.750℃16样品制备NCA?显示160.8毫安/最高初始放电容量的g和89%的初始库仑效率,40次循环后的放电容量仍是150毫安时/克。


Han采用通过溶胶进行凝胶法140℃下制成一种溶胶。然后在800℃下煅烧可以得到LiNi0.8Co0.2-xAlx02粉体材料。结果分析表明:不管含Al(x≤0.05)多少,该粉体均是一个单相对于层状结构化合物。此外,发现问题随着Al的增加使材料的初始研究放电环境容量不断减少,但充放电技术性能却变好了。Ju等[8]以Ni、Co、Al的硝酸盐为原料,柠檬酸和乙二醇为螯合剂,采用传统喷雾热解法制得Ni-Co-A1-O前驱体后,配入LiOH在800℃焙烧0.5~12 h,所得NCA材料发展具有使用球形表面形貌,平均水平尺寸1.1μm。放电比容量已经高达200 mAh/g,且具有自己良好的循环系统性能、高温工作性能和倍率提高性能。


共沉淀法制备的胡[9]NCA正极材料在充放电截止电压范围为2.8V~4.3的充电放电电流密度为0.2C.. 该材料具有196mAh/g放电比容量,50次循环后仍保持96.1%的容量。 Chung等人 [10]通过化学吸附将厚度为2~3nm的非晶态碳包覆在NCA表面。 碳涂层有效地抑制了基体材料与电解质中HF的反应,提高了基体材料的热稳定性,提高了其在大电流下的电化学性能。 实际上,电化学惰性材料被用来修饰锂离子电池的LiNi02基正极材料。 虽然提高了循环性能和安全性,但降低了放电比容量或能量密度。 Kim等人 [11]采用沉淀法制备了A1F3表面相改性的NCA正极材料。 基体材料经过50次循环后的容量保持率仅为86.5%,但改性材料达到96%,提高了改性材料的倍率性能和热稳定性。


Xi采用一个过渡使用金属加入醋酸盐,配以不同锂源,在不同经济条件下进行制备 NCM811正极结构材料。结果分析表明,所得NCM811样品的充放电技术性能影响差别具有显著,以LiOH?H2O或LiNO3为锂源的样品比容量可以明显不能低于Li2CO3锂源的样品。Li2CO3和过渡以及金属醋酸盐经550℃预处理后在800℃烧结方法所得计算样品,电化学系统性能达到最佳,0.2C倍率下前20次循环利用充放电效率最高市场容量为200.8 mA?h/g,平均数据容量188.1 mA?h/g。


Lu分别采用溶胶-凝胶法和共沉淀法制备了NCM811正极材料,并研究了这两种方法对材料性能的影响。 结果表明,与共沉淀法相比,溶胶-凝胶法制备的NCM811正极材料颗粒为六面体结构,粒径浓度约为500nm,层状结构明显,阳离子混合度和颗粒团聚度较低,但振动密度高,首次放电比容量为200.2mA·h/g,在0.5°C下循环50次后,容量保持率为82.2%。


熊等人。 制备的LiF NCM811原位涂层材料,2是EDX分析NCM811材料包覆的结果。如图2所示,NCM811均匀分布的LiF表面层的LiF有效地阻碍包层HF与电极发生时,容量维持率比的高倍率性能的200次循环后的未涂覆的10.4%的材料,和60度的副反应。比相同材料未涂布] C的温度循环性能。


高镍正极材料进行性能影响很大程度上发展取决于颗粒的尺寸和形貌,因此可以制备技术方法对于大多集中于将不同企业原料均匀分布分散,得到小尺寸、比表面积大的球形颗粒。共沉淀法与高温固相法结合是目前的主流思想方法,前期原料混合均匀,制备的材料具有粒径均一,表面形貌规整,并且学习过程更加易于管理控制,是目前我国工业社会生产的主要分析方法。喷雾干燥法较共沉淀法处理过程比较简单,制备速度快,所得材料形貌并不亚于共沉淀法,有进一步深入研究的潜力。


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