关键词 |
三元正极材料/镍钴锰酸锂 |
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锂电三元材料在高电压下，随着循环次数的增加，二次粒子或团聚态单晶后期可能会出现一次粒子界面粉化或团聚态单晶分离的现象，造成内阻变大、电池容量衰减快、循环变差。
单晶型高电压三元材料，可以提高锂离子传递效率，同时减小材料与电解液之间的副反应，从而提高材料在高电压下的循环性能。利用共沉淀法制备出三元材料前驱体，然后在高温固相的作用下，得到单晶LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2
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
三元正极材料性能取决于制备方法，采用共沉淀法制备，通过表面活性剂、超声振动和机械搅拌协同作用，后将制备的片状前驱体与碳酸锂通过高温退火，生长成三元层状结构，是目前采用的一种新型的三元正极材料合成工艺。
利用这一加热原理，可以用于制备三元正极材料。HSIEH采用新型红外加热焙烧技术制备三元材料，将镍钴锰锂乙酸盐加水混合均匀，然后加入一定浓度的葡萄糖溶液，真空干燥得到的粉末在红外箱中350℃焙烧1h，然后在900℃氮气气氛下焙烧3h，一步制得碳包覆的333型三元正极材料，在 2.8～4.5V电压范围内，1C放电50圈，容量保持率高达94%，首圈放电比容量达170m Ah/g，5C为75m Ah/g，大倍率性能有待改善
