锂源及烧结条件对三元材料电化学性能影响其三
发布时间：2019.10.23
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2结果与讨论
2.1 材料结构表征
对两种锂源所制备的三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，分别进行了XRD 表征，如图1 所示。比较两个谱图，两种锂源所制备的三元正极材料样品结构并没有明显差异。采用MDI.Jade.5.0分析软件对谱图进行拟合分析， 得到锂源分别为碳酸锂和氢氧化锂时， 晶胞参数比值c /a 的值分别为4.965 0 和4.965 2，两种材料的(108)和(110)峰分裂明显，且峰值也比较高，可见所制备的材料晶型完美，具有比较完整的层状结构。谱图上没有明显的杂质峰，可以说明所制备的材料为纯相。
3 电化学性能分析
3.1 锂源对材料电化学性能的影响
凤谷技能科技锂电材料烧结研发部门解释道，三元材料的煅烧过程是一个消耗氧气并产生废气的过程，采用碳酸锂会产生二氧化碳和水蒸气，采用氢氧化锂会产生水蒸气。为不断提升材料品质，锂源已逐渐转向氢氧化锂。只有使用氢氧化锂才能得到高品质高镍正极材料。
由图4 可见，采用碳酸锂制备的三元材料，首次放电比容量达到165 mAh/g，400 次循环，容量保持率达到86%左右，而采用氢氧化锂所制备的三元材料， 首次放电比容量达到171mAh/g，400 次循环，容量保持率达到91%。从整个循环过程来看，以氢氧化锂为锂源的材料循环曲线更为平滑稳定；以碳酸锂为锂源的材料约350 次循环后容量衰减逐渐加快从图10 和图11 可见， 材料的颗粒粒径随着烧结时间的延长或者烧结温度提高而有所增大， 材料粒径增大则会延长锂离子扩散的路径，阳离子混排程度增大[13]，从而造成材料的首次放电比容量和循环稳定性下降。
4 结论
不同的锂源对三元正极材料的电化学性能有较大的影响。在其他条件不变的前提下，采用氢氧化锂不仅可以做到低温烧结， 更重要的是材料在高电压下具有比采用碳酸锂更加优异的电化学性能。要得到高品质的三元材料，必须严格控制产品锂含量。锂含量上升，不但增加生产成本，更重要的是会造成材料表面残留碱和pH 值高、振实密度偏低等问题，从而影响材料循环稳定性。烧结温度和时间主要影响材料的循环稳定性以及粒度分布。适当提高烧结温度和时间有利于增强材料的二维结构稳定性，使材料层状特征更加完善。综上，采用氢氧化锂为锂源，可在低温下制备高电压体系的三元正极材料，所得材料不但品质更高，而且无需改性，就能显著提升材料的抗高压性能以及循环稳定性。
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