武清回收三元正极材料/镍钴锰酸锂工厂

在众多制备方法中，共沉淀法与高温固相法结合是目前的主流方法，采用共沉淀法，得到原料混合均匀、材料粒径均一的前驱体，然后经过高温煅烧得到表面形貌规整、过程易于控制的三元材料，这是目前工业生产的主要方法。

锂电三元材料在高电压下，随着循环次数的增加，二次粒子或团聚态单晶后期可能会出现一次粒子界面粉化或团聚态单晶分离的现象，造成内阻变大、电池容量衰减快、循环变差。

单晶型高电压三元材料，可以提高锂离子传递效率，同时减小材料与电解液之间的副反应，从而提高材料在高电压下的循环性能。利用共沉淀法制备出三元材料前驱体，然后在高温固相的作用下，得到单晶LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2

这种材料材料具有较好的层状结构，在 3～4.4 V 下，扣式电池 0.1放电比容量可达 186.7 m Ah/g，全电池1300次循环后放电比容量仍为初始放电容量的 98%，是一种电化学性能的三元正极复合材料。



新正锂业采用特的制备工艺，自行设计和装配了的锂离子电池正极材料生产线，在国际上大规模化生产微米级单晶颗粒改性尖晶石锰酸锂和镍钴锰酸锂三元系正极材料，达到年产500吨的生产能力。

三元材料由于具有高电压窗口，受到了越来越多的关注与研究。然而，由于目前商业用的碳酸酯基电解液电化学稳定窗口低，高压正极材料至今仍未产业化。
当电池电压达到4.5 (vs.Li/Li+)左右时电解液便开始发生剧烈的氧化分解，导致电池的嵌脱锂反应无法正常进行。通过开发和应用新型的高压电解液体系或者高压成膜添加剂来提高电极/电解液界面的稳定性是研发高电压型电解液的有效途径

在高电压电解液中，成膜添加剂也是的组成，常见的有四苯基氨化膦、Li BOB、二氟二草酸硼酸锂、四甲氧基钛、琥珀酰酐、氧基磷等。



在碳酸酯基电解液中加入少量的( < 5%)成膜添加剂，使其于溶剂分子发生氧化/还原分解反应，并在电极表面形成一层有效的保护膜，可抑制碳酸酯基溶剂的后续分解。性能的添加剂所形成的膜甚至可抑制正极材料金属离子的溶解以及在负极的沉积，从而显著提高电极/电解液界面稳定性及电池的循环性能

发现使用OA和PVP作为表面活性剂能制备出形貌的正六边形纳米片状正极材料前驱体，且所得纳米片的粒度分布较均匀，尺寸为 400nm 左右，表面活性剂对前驱体有很好的控形作用，组装的电池在 1C 的放电倍率下的放电比容量为 157.093 m Ah·g-1，在 1C、2C、5C 和 10C 的放电倍率下各循环 50 次后容量保持率大于 92%，体现出良好的电化学性能。

制备三元正极材料的主要方法中，固相法、共沉淀法和溶胶凝胶法都需要通过高温烧结数小时，耗能大，制备工艺复杂。微波加热是在电磁场中材料产生介质损耗而引起的体加热，加热速度快且均匀，合成的材料往往也具有更的结构和性能，是一种非常有潜力的合成正极材料的方式。

在红外线照射被加热的物体时，当发射的红外线波长和被加热物体的吸收波长一致时，被加热的物体吸收红外线，物体内部分子和原子 发生“共振”，产生强烈的振动、旋转，而振动和旋转使物体温度升高，达到加热的目的。

采用传统的高温煅烧法制备三元正极材料时，需要的合成温度高、煅烧时间长，能量损失大。



研究发现，在低温等离子体环境中，各反应物的化学活性高，化学反应速度快，可以实现三元正极材料的快速制备。将镍钴锰的氧化物与碳酸锂混合均匀，然后在放入等离子体发生装置中，在通入氧气的条件下，600℃反应20~60 分钟得到三元正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2。