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簡述動力電池三元材料合成方法

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年05月10日  

隨著總氨濃度的提高,原先生成的細小沉淀物顆粒也更易于溶解并在大顆粒表面再次沉淀析出,使得大顆粒粒徑不斷長大、光滑。在多組元的共同沉淀體系中,pH值的控制十分重要。因為堿一氨水混合溶液是不斷加入的,同時又有絡合反應的發生,使pH值比較難控制,另外含有Mn的氫氧化物中容易形成錳氧化物,當溫度高于600C時和pH值增加到某一范圍,錳的氫氧化物不沉淀而優先生成錳的氧化物。

當堿過量和有氧存在時也易形成某種錳的氧化物。所以pH值的控制對于合成元素均勻分布的三元前驅體也是十分重要的。楊平‘zz1在試驗中發現,當pH=8時,一次顆粒粒徑很小,團聚成的二次顆粒球形度差,輪廓模糊;隨著pH值的升高,沉淀產物的一次顆粒粒徑逐漸增大,團聚成的二次顆粒更加致密,球形度也更好,但pH>11后,沉淀產物一次顆粒粒徑大大減小,整個顆粒更加密實。當總氨濃度[NH3]r=0.5mol.L-1時,體系中鎳、鈷離子的總濃度在8

因此,在8
控制體系的pH=ll時,沉淀產物形貌單一,球形度好,粒度分布窄,振實密度高,有利于提高正極材料的電化掌性能。Y-KSuri[25]小組的研究工作認為pH值的主要影響共沉淀產物的粒度和形貌。他們將pH值由11增加到12時,(Nil/3C01/3Mnlr3)(OH):二次粒子的粒度降低。pH值為11時,粒度大約為lOhan的球形粉體,但分布不均勻,pH=11.5時,粒度減小形成類球形粉體,當pH值為12時,粉體粒度繼續減小。對于這三種不同樣品,它們的振實密度隨pH值的增加而減小’由1.79降為l.llg.cm-3。

反應時間會影響共沉淀產物的粒徑大小和形貌,而這些因素又直接影響著產品的堆積密度。沉淀晶體的形成是需要通過一定時間濃度的積累,隨著料液的不斷加入,開始時生成的晶核上由于不斷沉積料液,慢慢地長大,如果反應時間不夠長的話很有可能導致晶核停止生長,結晶不完全。晶體的生成和晶體的長大都是需要一定時間的,而且,結晶條件不同,所需的時間也是有差別的。反應時間的長短不僅影響產品的堆積密度而且也會對顆粒的結晶情況產生較大的影響。

當反應時間較短時,顆粒較小,沉淀顆粒結晶性不好(有可能以膠體形式存在),或者球形度較差,粒度分布也較寬,不同顆粒的粒徑相差比較懸殊,由大量的小顆粒存在’此時,晶體的結晶致蜜程度相對較差。隨著反應時間的增加,沉淀顆粒逐漸長大,并且顆粒大小也趨于均一,粒度分布變窄,只有少量過大或過小的粒子存在,顆粒的形狀也基本上為球形或橢球形,晶體的結晶致密程度也隨之提高。但是當反應時間過長時,沉淀顆粒的粒徑分布開始有變寬的趨勢,所以如果再增加反應時間的話,對產品的形貌不會再有大的提高,而對粒度分布而言,則向不好的趨勢發展。

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