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锂离子电池正极材料加工工艺和发展趋势解析?

2021-06-10 ryder

锂离子电池正极材料加工工艺和发展趋势解析。锂离子电池正极材料的性能笔直影响着锂电池的性能,其成本也笔直决定电池成本高低。正极材料的工业化加工工序较多,合成路线也相对比较复杂,对温度、环境、杂质含量的控制也比较严格。本文小编就来解析一下锂离子电池正极材料加工工艺和发展趋势。


锂离子电池对正极材料的要求:


比能量高、比功率大、自放电少、价格低廉、使用寿命长,安全性好。


锂离子电池正极材料加工工艺:


煅烧技术,采用微波干燥新技术干燥锂离子电池正极材料,处理了常规锂离子电池正极材料干燥技术用时长,使资金周转较慢,并且干燥不平均,以及干燥深度不够的问题,详尽特点有:


1、采用锂离子电池正极材料微波干燥设备,快捷迅速,几分钟就能完成深度干燥,可使最终含水量达到千分之一以上;


2、干燥平均,产品干燥品质好;


3、锂离子电池正极材料高效节能,安全环保;


4、其无热惯性,加热的即时性易于控制。微波烧结锂离子电池正极材料具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全卫生无污染等特点,并能提高产品的平均性和成品率,改善被烧结材料的微观结构和性能。


  锂离子电池正极材料一般制备办法:


1.固相法


一般选用碳酸锂等锂盐和钴化合物或镍化合物研磨混合后,进行烧结反应。此办法优势是工艺流程简单,原料易得,属于锂离子电池发展初期被广泛研究开发加工的办法,国外技术较成熟;缺点是所制得正极材料电容量有限,原料混合平均性差,制备材料的性能稳定性不好,批次与批次之间质量一致性差。


2.络合物法


络合物法用有机络合物先制备含锂离子和钴或钒离子的络合物前驱体,再烧结制备。该办法的优势是分子规模混合,材料平均性和性能稳定性好,正极材料电容量比固相法高,国外已实验用作锂离子电池的工业化办法,技术并未成熟,国内目前还鲜有报道。


3.溶胶凝胶法


利用上世纪70年代发展起来的制备超微粒子的办法,制备正极材料,该办法具备了络合物法的优势,而且制备出的电极材料电容量有较大的提高,属于正在国内外迅速发展的一种办法。缺点是成本较高,技术还属于开发阶段。


4.离子交换法


离子交换法制备的LiMnO2,获得了可逆放电容量达270mA·h/g高值,此办法成为研究的新热点,它具有所制电极性能稳定,电容量高的特点。但过程涉及溶液重结晶蒸发等费能费时步骤,距离实用化还有相当距离。


锂离子电池正极材料发展趋势:


作为锂离子电池的紧要组成部份,我国动力锂离子电池正极材料行业得到快速发展。随着新能源汽车行业以及储能行业的发展,预计将来锂离子电池正极材料行业在细分的磷酸铁锂以及三元材料方面将成为正极材料产业增长的主要驱动力,将迎来更多的机遇和挑战。


将来三年锂离子电池仍将保持稳定继续发展,预计2019年锂离子电池总需求量达到130Gwh。由于锂电使用范畴不断张大,锂电正极材料不断发展、扩充。


新能源汽车的爆发性增长带来了整体锂电行业的继续高速发展,预计2019年全球锂电正极材料预计将超过30万吨。其中三元材料将快速发展,年均复合增长率达到30%以上。将来NCM和NCA将成为车用正极材料主流,预计2019年三元材料使用量占车用材料的80%左右。


锂离子电池作为电池将来发展方向,其正极材料市场发展前景看好。同时,3G手机推广和新能源汽车的大规模商业化都将为锂离子电池正极材料带来新机遇。锂离子电池正极材料具有广阔的市场,前景十分乐观。

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