镍钴锰三元技术资料.pdf

正极材料微观结构的改善和宏观性能的提高与制备方法密不可分，不同的制备方法导致
所制备的材料在结构、粒子的形貌、比表面积和电化学性质等方面有很大的差别。
目前LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备技术主要有固相合成法、化学沉淀法、溶胶凝胶法、
水热合成法、喷雾降解法等。
溶胶-凝胶法：先将原料溶液混合均匀，制成均匀的溶胶，并使之凝胶，在凝胶过程中
或在凝胶后成型、干燥，然后煅烧或烧结得所需粉体材料。溶胶凝胶技术需要的设备简单，
过程易于控制，与传统固相反应法相比，具有较低的合成及烧结温度，可以制得高化学均匀
性、高化学纯度的材料，但是合成周期比较长，合成工艺相对复杂，成本高，工业化生成的
难度较大
化学共沉淀法：一般是把化学原料以溶液状态混合，并向溶液中加入适当的沉淀剂，使
溶液中已经混合均匀的各个组分按化学计量比共沉淀出来，或者在溶液中先反应沉淀出一种
中间产物，再把它煅烧分解制备出微细粉料。化学共沉淀法分为直接化学共沉淀法和间接化
学共沉淀法。直接化学共沉淀法是将Li、Ni、Co、Mn的盐同时共沉淀，过滤洗涤干燥后再
进行高温焙烧。间接化学共沉淀法是先合成Ni、Co、Mn三元混合共沉淀，然后再过滤洗
涤干燥后，与锂盐混合烧结；或者在生成Ni、Co、Mn三元混合共沉淀后不经过过滤而是
将包含锂盐和混合共沉淀的溶液蒸发或冷冻干燥，然后再对干燥物进行高温焙烧。与传统的
固相合成技术相比，采用共沉淀方法可以使材料达到分子或原子线度化学计量比混合，易得
到粒径小、混合均匀的前驱体，且煅烧温度较低，合成产物组分均匀，重现性好，条件容易
控制，操作简单，目前工业上已有规模生产
水热合成法：水热合成技术是指在高温高压的过饱和水溶液中进行化学合成的方法，属
于湿化学法合成的一种。利用水热法合成的粉末一般结晶度高，并且通过优化合成条件可以
不含有任何结晶水，且粉末的大小、均匀性、形状、成份可以得到严格的控制。水热合成省
略了锻烧步骤和研磨的步骤，因此粉末的纯度高，晶体缺陷的密度降低。但是对于锂离子电
池来说水热法并不是很好，当用水热法以CoOOH为前驱体合成LiCoO2时，研究表明在
160℃的高压釜中反应48h，可以从混合物得到单相的LiCoO2，但其循环性能并不好，需要
在高温下热处理，提高其结晶度后，LiCoO2的循环性能得以改善
其他方法：将镍、钴、锰、硝酸锂在氨基乙酸中于400℃点燃，燃烧产物碾碎后在空气
中800℃加热4h，冷却后得到正极材料；将蒸馏水溶解的硝酸锂、镍钴锰盐通过喷雾干燥法
制备得到正极材料；以镍钴锰盐为原料，柠檬酸为络合剂，配成溶液送入超声喷雾热分解装
置，得到[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2前驱体，再将前驱体与锂盐混合高温烧结得到正极材料

评定三元材料好坏的方法因素（各种检测方法总结）
1、性能测试
循环性能测试：测试循环一定次数后容量保持率的大小；容量大小；容量衰减程度；
倍率性能测试：以一定倍率放电，看平均电压及容量保持率。平均电压越高越好。
高低温性能测试：在低温、常温、高温下电压降的多少，容量保持率多少无杂质峰；（006）
/(102)及（108）/（110）峰明显分开说明层状结构明显；I(003)/I(104)比值越大，大于1.2，
阳离子有序程度越高；R值（I(006)+I(102)/I(101)）越小，晶体结构越有序；
2、SEM分析：产物形貌是否粘结，是否为球形，是否团聚，颗粒大小是否均匀，是否
均匀分散，颗粒大小适中，表面是否粗糙，排列是否紧密，
3、成分分析：采用ICP-AES元素分析方法测定合成样品中各金属元素的
含量是否与理论值一致。
4、热重差热分析：即TG-DTA分析。在升温过程中测试样品晶型结构的转变、
材料自身熔融、吸附等物理变化；脱去结晶水、材料受热分解、在空气气氛中氧化还原等化
学变化；以此确定合理的高温固相反应的温度和升温控制程序；差示扫描量热分析(DSC)是
在程序控制温度下，测量物质和参比物之间一种技术。DSC的主要特点是试样和参比物分
别具有独立的加热器和传感器，整个仪器由两个控制系统进行监控，其中一个控制温度，使
试样在同样的温度下升温或降温，另一个用于补偿试样和参比物的温度始终保持相同，这样
就可以从补偿的功率直接求出单位时间内的烩变，即热流率dH/dt，单位为mJ.s-l，DSC记
录的是热流率随温度或时间的曲线，称为DSC曲线。
5、粒径分析：将样品在0.2bar的压力中分散后，采用德国新帕泰克公司的激光
粒度测定仪对材料的粒度进行表征。其原理是依据不同大小的颗粒对入射激光产生不同的强
度的散射光，再将不同强度的散射光经一定的光学模型的数学程序进行处理，以测定材料的
颗粒大小与分布。测试结果一般用中径粒径D50表示平均粒径。H表示峰高，反应颗粒分