關(guān)于鋰離子電池正極材料的常見制備方法，你知道嗎？

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如鋰離子電池正極材料。

作為動(dòng)力鋰離子電池的核心，正極材料約占新能源汽車制造成本的30-40%。目前，已被大規(guī)模應(yīng)用的主要應(yīng)用包括磷酸鐵鋰，錳酸鋰和三種類型的三元材料：錳酸鋰鎳鈷和鋁酸鋰鎳鈷。其中，磷酸鐵鋰和錳酸鋰材料基礎(chǔ)研究的技術(shù)突破空間不大，其能量密度和重要技術(shù)指標(biāo)已接近其應(yīng)用極限。從技術(shù)進(jìn)步的角度來看，三元材料具有能量密度高，循環(huán)壽命長，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為動(dòng)力鋰電池正極材料的主流。

在鋰離子電池及其下游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展的帶動(dòng)下，鋰離子電池正極材料的數(shù)量迅速增加。 2016年，鋰離子電池正極材料的全球銷量達(dá)到31.74萬噸，同比增長42.1%，2011年至2016年的年均復(fù)合增長率為32.17%。從應(yīng)用結(jié)構(gòu)的角度來看，鋰電池正極材料市場可細(xì)分為小型鋰電池正極材料市場和動(dòng)力鋰電池正極材料市場。小型鋰電池正極材料主要包括鈷酸鋰，三元材料和錳酸鋰，而動(dòng)力鋰電池正極材料主要包括鋰錳氧化物，磷酸鐵鋰和三元材料。

研究熱點(diǎn)主要集中在層狀LiMO2和尖晶石LiM2O4的化合物以及結(jié)合了兩種M(M為Co，Ni，Mn，V和其他過渡金屬離子)的相似電極材料上。作為鋰離子電池的正極材料，在Li +離子的脫嵌和嵌入過程中，結(jié)構(gòu)變化的程度和可逆性決定了電池的穩(wěn)定和重復(fù)充電和放電性能。在正極材料的制備中，原料的性質(zhì)和合成工藝條件將影響最終結(jié)構(gòu)。各種有前途的陰極材料在使用過程中都有衰減的能力，這是研究的主要問題。

鋰離子電池正極材料的性能直接影響鋰離子電池的性能，其成本直接決定電池的成本。陰極材料的工業(yè)生產(chǎn)方法很多，合成路線比較復(fù)雜，溫度，環(huán)境和雜質(zhì)含量的控制相對(duì)嚴(yán)格。陰極材料的工業(yè)生產(chǎn)方法很多，合成路線相對(duì)復(fù)雜。溫度，環(huán)境和雜質(zhì)含量的控制也很嚴(yán)格。正極材料主要包括鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰，三元材料等。

絡(luò)合方法使用有機(jī)絡(luò)合物來首先制備包含鋰離子和鈷或釩離子的絡(luò)合物前體，然后進(jìn)行燒結(jié)以制備它們。該方法的優(yōu)點(diǎn)是分子尺度混合，材料均勻性和性能穩(wěn)定性，并且正極材料比固相方法具有更高的電容。它已在國外作為鋰離子電池的工業(yè)方法進(jìn)行了測試，并且該技術(shù)還不成熟。報(bào)告。

固相法：通常在研磨和混合后選擇碳酸鋰和鈷化合物或鎳化合物等鋰鹽，然后進(jìn)行燒結(jié)反應(yīng)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單，原料容易獲得。它屬于在鋰離子電池開發(fā)的早期被廣泛研究和開發(fā)的方法。國外技術(shù)比較成熟;性能穩(wěn)定性差，批次之間的質(zhì)量一致性差。

溶膠凝膠法使用1970年代開發(fā)的超微粒子的制備方法來制備正極材料。該方法具有方法復(fù)雜的優(yōu)點(diǎn)，并且所制備的電極材料具有更大的電容增加。一種在國內(nèi)外迅速發(fā)展的方法。缺點(diǎn)是成本高，技術(shù)尚處于開發(fā)階段。

離子交換法：通過離子交換法制備的LiMnO2具有270mAh / g的可逆放電容量。這種方法已成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。具有電極性能穩(wěn)定，電容高的特點(diǎn)。然而，該方法涉及耗能和耗時(shí)的步驟，例如溶液重結(jié)晶和蒸發(fā)，這是不實(shí)際的。

正極材料的研究從國外文獻(xiàn)可看出,其電容量以每年30～50mA·h/g的速度在增長，發(fā)展趨向于微結(jié)構(gòu)尺度越來越小，而電容量越來越大的嵌鋰化合物，原材料尺度向納米級(jí)挺進(jìn)，關(guān)于嵌鋰化合物結(jié)構(gòu)的理論研究已取得一定進(jìn)展，但其發(fā)展理論還在不斷變化中。在研究設(shè)計(jì)過程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。