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動力電池三元材料溫度制造的軀體

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年05月10日  

三元材料其他條件完全相同的工藝體條件下,不同的反應溫度制備出前驅體的堆積密度不同,溫度升高堆積密度增大。但堆積密度在某一溫度出現最大值后會有一下降的趨勢。造成這一現象的原因是,溫度升高,晶粒的生成速率提高,但影響不十分明顯,而晶粒長大速率則大大提高。雖然反應溫度升高使各種過程的速率都有可能提高(反應物分子動能增加),

但由于反應溫度提高時,溶液的過飽和度一般隨之下降,所以會使得成核速率的增加相應受到較多的削弱(相對于晶核長大速率)。雖然溫度的提高更有利于晶核長大速率的增加,但如果溫度太高,反應物分子動能增加過快也不利于形成穩定的晶核。在進料結束后,并不馬上停止加熱,停止攪拌,溶液繼續停留在反應器里一段時間,這樣可以使得反應進行得比較完全,而且有利于溶液繼續沉積在相當一部分的小顆粒表面,使晶體進一步長大,而已經長大的晶體也可以被溶液中還存在的NH3H20磨掉邊角,使晶體變得圓整、光滑。

另外,在前驅體晶體形成的過程中,晶核中容易包覆一些離子,如Na+、s042-等,所以就需要一定的時間使這些離子從晶體中游離出來。所以,在反應完后,進行一定時間的陳化時非常有必要的,因為浴解、結晶是同時進行的過程,雖然溶液中生長基元沒發生變化,但反應總是趨于能量低的方向進行,陳化到一定時間,Ni(OH)2沉淀產物會按照其固有的晶格構造規律進行定向重排,表現出較好的結晶性能,高溫固相反應是指反應溫度在600℃以上的固相反應,適用于制備熱力學穩定的化合物。

由于固相反應是發生在反應物之間的接觸點上,通過固體原子或離子的擴散完成的,然后逐漸擴散到反應物內部,因此反應物必須相互充分接觸。為了加快反應速率,增大反應物之間的接觸面積,反應物必須混合均勻,而且需要在高溫下進行。高溫是無機材料合成的一個重要手段,為了進行高溫合成,就需要了解獲得高溫和高溫測試的方法。在三元材料的高溫合成過程中,一般采用電阻爐,電阻爐是實驗室和工業中最常用的加熱爐,它的優點是設備簡單,使用方便,溫度可精確地控制在很窄的范圍內。

應用不同的電阻發熱材料可以達到不同的高溫限度。表6-2給出電阻發熱材料的最高工作溫度。為了延長電阻爐的使用壽命,一般使用爐內溫度應低于電阻材料最高工作溫度。電阻發熱材料的最高工作溫度準確測量爐內溫度對于材料合成是非常重要的。一般測溫儀表的主要有接觸式和非接觸式。接觸式中最常用的是熱電偶。這是因為熱電偶高溫計體積小,使用方便;有良好的熱感度;具有較高的準確度;測溫范圍較廣,一般可在室溫至2000℃左右之間應用。但是熱電偶在使用中,還須注意避免受到侵蝕、污染和電磁的干擾,同時要求有一個不影響其熱穩定性的環境。

二次儀表熱電偶是一種感溫元件。它把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表轉換成被測介質的溫度。熱電偶測溫基本原理:將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個結合點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。

熱電偶就是利OoC一效應來工作的。根據熱電劫勢與溫度的函數關系,制成熱電偶;分度表是自由端溫度在0。c時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。由于三元材料合成溫度在1000℃以下,所以常用的熱電偶是鎳鉻一鎳硅。鎳鉻一鎳硅熱電偶長期使用溫度限于9000C。對于很多熱力學上可行的反應,在計算的反應溫度下進行固相反應時有時幾乎不能進行,固相反應對溫度的要求是很高的。三元材料高溫圃相反應法包括熱分解和化學反應法。這里熱分解法主要是加熱分解氫氧化物、碳酸鹽等。熱分解反應通常按下式進行:Acs)Bcs)+Ccg)熱分解分兩步進行,先在固相A中生成新相B的核,率與時間(溫度)的關系呈S形曲線。

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