鋰離子電池三元材料工藝應用
鋰離子電池不同pH值下反應出產品的SEM圖pH值過高或者過低引起的前驅體粒度分布、二次球體形貌和單晶形貌的差別,導致了振實密度的差別。圖7-16中三種產品的振實密度pH值過高(a、b)、 不同pH值下反應出產品的振實密度還有一種情況是,在反應過程中pH值控制不穩定,即pH上下波動。pH值的波動會造成前驅體粒度的波動,
(a)為監測反應過程中不同時間點的反應pH值,
(b)為對應時間反應釜中漿料的D.漿料粒度變化要滯后于pH值變化,當反應進行到15h時,反應pH值比設定值偏高很多,到反應進行到16h時,漿料的粒度分布變得很寬,這種情況會使前驅體粒度分布過寬,情況嚴重時能在材料的粒度分布圖上觀察到兩個峰值。從材料的SEM中也可以看出,產品中有大量的細小顆粒,這些細小顆粒是在pH值突然向上波動時產生的。
鋰離子電池三元材料——工藝技術及生產應用若反應pH值選擇合適,且在控制過程中保持pH值在規定的范圍內,則前驅體的粒度分布隨著反應的進行逐漸達到理想值,Drrun都隨時間的增加穩定增大,特別是D。,。的穩定增長,顯示了反應漿料已經沒有新的晶核生成,而是進入晶粒長大的階段。pH值合適時材料的粒度增長趨勢不同組分前驅體的反應控制由于鎳、鈷、錳三元素的沉淀pH值不同,故不同組分三元材料前驅體的最佳反應pH值不同;而絡合劑主要的作用是絡合鎳和鈷,對錳的絡合要低2個數量級,故不同組分三元材料前驅體的所需絡合劑濃度也不相同。當前驅體的振實密度和粒度接近時,不同組分前驅體的反應pH和氨水濃度需要稍作調整。
度在2.2~2.3g' cm-3之間,粒度分布相近的前驅體所需要的氨水濃度和反應pH值。可以看出,隨著前驅體鎳含量的增加,所需的氨水和反應pH僮都相應提高。不同組分前驅體的適宜氨水濃度和反應pH所示為三元材料型號NCM111、NCM523、NCM701515前驅體在最佳pH值和氨水濃度下反應10個批次產品的和振實密度離散度對比,產品粒度分布和振實密度都很接近。


