关键词 |
三元正极材料/镍钴锰酸锂 |
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在众多制备方法中,共沉淀法与高温固相法结合是目前的主流方法,采用共沉淀法,得到原料混合均匀、材料粒径均一的前驱体,然后经过高温煅烧得到表面形貌规整、过程易于控制的三元材料,这是目前工业生产的主要方法。
这种材料之所有具有高电压的特点,而且充放电机理与后续充电不同:充电会引起结构的变化,这种变化反映在充电曲线上有两个以 4.4V 为分界的不同的平台,第二次充电过程中,其充电曲线不同于次的曲线,由于次充电过程中Li2O从层状结构的Li2MnO3中不可逆的脱出,在4.5V左右的平台消失。
三元材料由于具有高电压窗口,受到了越来越多的关注与研究。然而,由于目前商业用的碳酸酯基电解液电化学稳定窗口低,高压正极材料至今仍未产业化。
当电池电压达到4.5 (vs.Li/Li+)左右时电解液便开始发生剧烈的氧化分解,导致电池的嵌脱锂反应无法正常进行。通过开发和应用新型的高压电解液体系或者高压成膜添加剂来提高电极/电解液界面的稳定性是研发高电压型电解液的有效途径
将具有高压稳定性的新型溶剂全部或部分代替目前常用的碳酸酯溶剂确实能有效提高电解液的氧化稳定性。并且大部分的新型有机溶剂具有可燃性低等优点,有望从根本上提高锂离子电池的安全性能,但大部分的新型溶剂还原稳定性差和粘度高,导致电池负极材料的循环稳定性及电池的倍率性能降低。
在高电压电解液中,成膜添加剂也是的组成,常见的有四苯基氨化膦、Li BOB、二氟二草酸硼酸锂、四甲氧基钛、琥珀酰酐、氧基磷等。
在碳酸酯基电解液中加入少量的( < 5%)成膜添加剂,使其于溶剂分子发生氧化/还原分解反应,并在电极表面形成一层有效的保护膜,可抑制碳酸酯基溶剂的后续分解。性能的添加剂所形成的膜甚至可抑制正极材料金属离子的溶解以及在负极的沉积,从而显著提高电极/电解液界面稳定性及电池的循环性能
制备三元正极材料的主要方法中,固相法、共沉淀法和溶胶凝胶法都需要通过高温烧结数小时,耗能大,制备工艺复杂。微波加热是在电磁场中材料产生介质损耗而引起的体加热,加热速度快且均匀,合成的材料往往也具有更的结构和性能,是一种非常有潜力的合成正极材料的方式。
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