久久亚洲精品无码aⅴ大香,97se亚洲精品一区,韩国最新爱情电影,漂亮老师做爰6,国产强伦姧人妻毛片

锂离子电池中，正极材(cai)料对于电池的性(xing)能(neng)起着(zhe)决定性(xing)的作用。三元镍钴锰正极材(cai)料是近(jin)年(nian)来兴起的(de)正极(ji)材料，它(ta)的成本和钴用量远(yuan)远(yuan)低于传统的钴酸锂正极(ji)材料，而能(neng)量密度(du)（能(neng)量密(mi)度=电压×容量）则高于热门的磷(lin)酸铁锂材(cai)料，由于(yu)三元镍钴(gu)锰正极(ji)材(cai)料具有成本低(di)、环(huan)保性好、容量(liang)高、循环(huan)性能好等(deng)重(zhong)要优点，在动力电池领域广泛(fan)应用。

但是(shi)三元材料在应用中(zhong)存在以下问题(ti)：

（1）随着镍元素含量的提高，能量密度提高，但热稳定性和循环(huan)稳定性不足，安全性和(he)寿命无法(fa)满足动力电池要求(qiu)；

（2）低镍(nie)三元(yuan)体(ti)系中（如(ru)三元正(zheng)极(ji) 333材料）大电流快速充(chong)放电过程(cheng)中电池性能较差，倍率性能优势(shi)不足(zu)。

导致这些问题的主要原因有以下几(ji)点：

（1）低镍(nie)三(san)元正极材料(liao)，导(dao)电性相对较低；

（2）三元正极材料层(ceng)状(zhuang)结构中，由于Li ⁺(0. 76)与Ni²⁺(0. 69)原子半径相近，且Ni-O层中Ni²⁺晶体场稳定(ding)化能低，在制备过程中晶体结构中部分(fen)Li⁺易与(yu)Ni²⁺发生(sheng)位置互换（即出现阳离子(zi)混排），从而(er)导(dao)致充放(fang)电过程中Li ⁺离子扩散阻力(li)增加(jia)，并(bing)且高镍三元材(cai)料在循环过(guo)程中Ni²⁺的迁移也会(hui)导致相变，破坏材料层状(zhuang)结(jie)构(gou)，影响(xiang)材料的电(dian)化学性能。镍含量越高，这(zhei)种现象越明显；

（3）随着镍含量或(huo)是截止电压(ya)的提(ti)(ti)高，循(xun)环(huan)过程中材料的结构(gou)稳(wen)定(ding)性(xing)下(xia)(xia)降(jiang)，同(tong)时热稳(wen)定(ding)性(xing)降(jiang)低，电池(chi)安全性(xing)能下(xia)(xia)降(jiang)，事(shi)故发生(sheng)率提(ti)(ti)高。

反应(ying)机理及(ji)改性(xing)方法可详见(jian)下面这(zhei)篇(pian)文章：为什么锂电(dian)池三元材料需要改(gai)性(xing)？

因(yin)此，为(wei)了解(jie)决三元(yuan)镍钴(gu)锰材料(liao)存在(zai)的(de)问题，充分发(fa)挥(hui)出(chu)这(zhei)种材料(liao)的(de)优势，目前(qian)最常用的(de)方法之一就是对三元(yuan)材料(liao)进行表面包覆(fu)。

通过(guo)对三元镍钴锰正极(ji)材料进行包(bao)覆修饰，可抑制材料(liao)(liao)与电解液之(zhi)间的(de)副反应发(fa)生，提高材料(liao)(liao)结(jie)构的(de)稳定(ding)(ding)性，提高材料(liao)(liao)的(de)导电率，进而(er)提高材料(liao)(liao)的(de)循环稳定(ding)(ding)性和倍(bei)率性能；若包(bao)覆材料同时(shi)具有优异的Li ⁺离子(zi)传导性能（如Li₂SO₄等锂盐化(hua)合物），则(ze)可(ke)以(yi)进一步提升材料(liao)的容(rong)量，改善材料(liao)的倍率(lv)性能。

包(bao)覆改性研究目前主要集中于三个方(fang)向: 包(bao)覆(fu)(fu)物质、包(bao)覆(fu)(fu)手段和包(bao)覆(fu)(fu)程度。

三元(yuan)材料常见(jian)包覆物(wu)质

1. 氟化物包(bao)覆

CeF₃作为包覆物质通常具有以(yi)下(xia)三个优(you)点(dian):（1）在高温下是(shi)电化(hua)学惰性材料(liao)；（2）氟化(hua)物(wu)本身具有良好的(de)酸抵抗性，不会因电解液(ye)分(fen)解产生HF而溶解；（3）室温下是良(liang)好的离子(zi)传(chuan)导(dao)体(ti)。其(qi)他的如AlF₃可以增强材料的(de)热稳(wen)定(ding)性和循环稳(wen)定(ding)性，MgF₂有利(li)于提升(sheng)热稳定性和高电压循(xun)环性能，LaF₃提高倍率性能。

包覆(fu)氟化物(wu)材料一般是减少(shao)电(dian)解(jie)液副反应、降(jiang)低极(ji)化、提高(gao)材(cai)料在高(gao)电(dian)流、高(gao)电(dian)压下的循环稳(wen)定性。

2. 锂化合物包(bao)覆

硅酸盐/磷酸盐共价键强，因(yin)此可用(yong)来提高正极材料的结构稳定性。如Li₂SiO₃包(bao)覆层(ceng)除了(le)隔绝高电(dian)压下电(dian)极(ji)-电解液界面上的副反应外，还可以增强正极结构稳定性，并且增强锂离子在电极/电解质界面的扩散, 防止正极材料颗粒在循环过程中的粉化；Li₃PO₄在提(ti)升材料的倍(bei)率(lv)性能的同时, 又可以阻止HF和POF₃的侵(qin)蚀, 提升材料的循环性能，同时减缓高温下的相转变，提高热稳定性。

硅酸锂包覆(fu)对(dui)循环性(xing)能的(de)提升

除(chu)本身(shen)的结构稳定(ding)性外，也有一(yi)些(xie)包(bao)覆材料可(ke)减轻(qing)正极材料在循环过程中微裂纹的产(chan)生，如LBO(硼酸锂(li))材料具有良好的离子电导率和高氧化稳(wen)定性, 更重(zhong)要(yao)的是在提升三元材料的高电压性能的同时(shi), 也能够抑(yi)制(zhi)循(xun)环(huan)过(guo)程中微裂(lie)纹(wen)的产生，提高循(xun)环(huan)性能。

包覆锂(li)化合物材料一般(ban)是增强正极材料(liao)的(de)结构稳(wen)定(ding)性、改善高温(wen)性能、提高循(xun)环稳(wen)定(ding)性。

3. 氧化(hua)物包覆

最常见且应用广泛(fan)的包(bao)覆材料就是金属氧化物了，金属氧(yang)化(hua)物性质稳定，不参与(yu)反应，作(zuo)为(wei)包覆物质(zhi)可提高(gao)电极/电解液界面的(de)稳定性，因而可提高电极(ji)的(de)循环(huan)性能和安(an)全(quan)性(xing)，比起(qi)其他(ta)可改善循环性能的无机材料(liao)，更(geng)具有成本优势(shi)。常见的作为(wei)三元材料包覆物质的氧化物有V₂O₅、Al₂O₃、ZnO、ZrO₂、TiO₂、MgO、RuO₂、La₂O₃、CeO₂等。

金属氧化物(wu)对循环(huan)性能(neng)的提升

其中(zhong)，Al₂O₃和(he)ZrO₂是常见的正极(ji)材(cai)料包覆(fu)物质，但ZrO₂包(bao)覆量大包(bao)覆层过厚导致电子(zi)和离子(zi)传输(shu)性下降，增加锂离子(zi)转移阻抗；ZrO₂包覆(fu)量少则(ze)覆(fu)盖不均匀，包覆(fu)效果差。这是(shi)因为(wei)Zr阳离(li)子很难扩散进入活性(xing)材(cai)料(liao)晶格内，主要沉积在活性(xing)材(cai)料(liao)的表面，并(bing)且ZrO₂导(dao)电性相对较(jiao)差所致。这种(zhong)问题一般可通过改变包覆分(fen)布方(fang)式，如海岛状包覆来改善；并且随着近些年改性技术(shu)的提升，原子层(ceng)沉积技(ji)术(ALD)也开始被较多地(di)使用(yong)在粉体材料包覆上，可更好(hao)地(di)控制包覆层(ceng)的(de)厚(hou)薄，达到理想的(de)效果(guo)，只是(shi)受限于技术成本，离大(da)规模推(tui)广应用(yong)还(hai)有段距离。

常见的(de)包(bao)覆方式

为了实现理想(xiang)的改善性能的效(xiao)果，包覆层通常需要满足以下要求：

包覆(fu)层一(yi)般(ban)需要满足以下要求(qiu)：（1）薄且均匀；（2）保(bao)证电导；（3）机械性能高，并在充(chong)/放电循环后保持稳定；（4）包覆工艺简单且(qie)可拓展(zhan)。

包覆方式一般分为(wei)非致密性(xing)(xing)的改性(xing)(xing)剂修饰以及致密的涂(tu)层(ceng)形成类核壳结构，即岛状包覆(fu)和致(zhi)密涂(tu)层包覆。

两(liang)种常规包覆方法(fa)

致密的(de)包覆涂层可以提供强有力(li)的(de)屏障，尤其是高(gao)温稳定(ding)性，但难以控制(zhi)厚薄，如涂层(ceng)过厚则不利于离子扩(kuo)散。而岛状包覆可在一定程度上(shang)发挥下效果，但不均匀的包覆会在表(biao)面(mian)留下(xia)较多缺陷，并不(bu)能完全阻止电(dian)解(jie)液与材料之间的接(jie)触与反应。

因此对于包覆形态的控制也是(shi)包覆技术的一大难点。

粉体材料包覆工艺

根据原(yuan)理的不同，包覆改性手段大致可分为：固相法，液相法以(yi)及气(qi)相法，和材(cai)(cai)料(liao)的(de)制备方(fang)式类似。涂层材(cai)(cai)料(liao)可以在(zai)粉末(mo)材(cai)(cai)料(liao)合(he)成的(de)过程中一(yi)步合(he)成，也可以在(zai)成型的(de)粉末(mo)材(cai)(cai)料(liao)表面(mian)原位合(he)成或直接耦合(he)包覆材(cai)(cai)料(liao)。

包覆改性(xing)工艺总结(jie)

粉体(ti)包覆改性方法(fa)	工艺(yi)特点
机(ji)械(xie)混合	利用机械(xie)力实(shi)现粉末(mo)与(yu)改性剂(ji)的结合,处理时间短，反应容易控制,可连续批量生产
固相法	前驱体(ti)混合后进行(xing)固相煅(duan)烧(shao),是一种普遍的工业粉体处理方法
水热法	高(gao)(gao)温(wen)高(gao)(gao)压的液相(xiang)密闭(bi)体系中原位包覆(fu)合成,该法可控性高，粉末均一性好，可以形成较好的核壳结构。但对已成型的粉末不适用
溶胶-凝胶法	利(li)用前(qian)驱(qu)体(ti)的水解络(luo)合反应(ying)形成凝胶,在煅烧后形成包覆处理的粉末材料，优势是条件简单，成本低，颗粒均一性较好。依然属于原位合成，对成型粉末不适用
非均相凝聚法	利用pH调控实现表面带有相反电荷的微粒的结合，适用于成型的粉末，可以实现颗粒的表面修饰,属于物理结合,适用于成型粉末
沉淀法	加入(ru)沉淀剂，使使改性离(li)子(zi)发生沉淀反(fan)应，在颗粒表面形(xing)成(cheng)包(bao)覆(fu)层,适用于成型粉末
微(wei)乳液法	通过W/O(油包水)型微乳液实现超细颗粒的表面包覆，从而避免颗粒出现团聚沉淀的问题，是一种适合制备纳米颗粒分散液的良好手段
物理气(qi)相沉(chen)积法	使用热蒸(zheng)发，佚(yi)射等方式将活性基团包(bao)覆(fu)沉积在粉末表面，但该(gai)方法对粉末材料本身有损伤,无法保证均匀性与一致性
气溶胶沉积	将小颗粒物质分(fen)散(san)在气相中形成分(fen)散(san)性良(liang)好的气溶胶,并实现在粉末材料表面的软着陆沉积,该方法可以和粉末流化技术结合，灵活性较强
化学气相(xiang)沉积	混(hun)合(he)气体(ti)(ti)与基体(ti)(ti)的(de)表(biao)面相互作用,使混合气体中的某些成分分解，并在基体上形成一种金属或化合物的包覆层
原子层沉积	将(jiang)气(qi)相前驱体(ti)分步与(yu)粉末反(fan)应,最终获得目标涂层，可实现单原子层的厚度控制精度与较好的包覆致密性

总结(jie)

包(bao)(bao)覆剂的物(wu)化性质、包(bao)(bao)覆量、包(bao)(bao)覆方式、混合方式等对正极材料性能的影响(xiang)是多方面的、复杂的, 且在改善某一方面性能的同时, 经常需要以牺牲其他性能为代价。而通过对包覆剂的选择和包覆工艺的优化, 则可减少负面作用。这就要求研究者综合考虑, 开展横向(如不同类型包覆剂)和纵向(如相同类型不同阳离子价态包覆剂)的对比研究, 全面提升NCM三元(yuan)材料的性能(neng)。

参考(kao)来源：

1. 锂离子电池(chi)三元正极材料包覆工艺研究进展，肖利、陈浩、夏志(zhi)美、刘鹏程、陈晗(han)（湖南工业(ye)大(da)学，冶金与(yu)材料工程学院）；

2. 高(gao)镍三元正极(ji)材料的(de)包覆与(yu)掺杂改性研(yan)究进展，柏祥涛、班丽卿、庄卫东(dong)(国联汽车(che)动力电(dian)池(chi)研(yan)究院有限责(ze)任(ren)公司(si)、北(bei)京有色金属研(yan)究总(zong)院）；

3. 三元镍钴(gu)锰正极材料的制(zhi)备及改性(xing)，邵奕嘉(jia)、黄(huang)斌、刘全兵、廖世(shi)军(华(hua)南理(li)工(gong)大学(xue)(xue)化学(xue)(xue)与(yu)化工(gong)学(xue)(xue)院、广东工(gong)业大学(xue)(xue)轻工(gong)化工(gong)学(xue)(xue)院）；

4. 如何(he)利用(yong)原子层沉(chen)积（ALD）技术实现粉末包覆，复(fu)纳科(ke)技。

粉体(ti)圈小吉

版权声明：  

本(ben)文为粉体圈原(yuan)创(chuang)作品，未经许可(ke)，不(bu)得转载，也不(bu)得歪曲、篡改或复制本(ben)文内容，否则本(ben)公司将(jiang)依法追究法律责任。