喷雾干燥机制备富锂正极材料及其电化学性能「那艾」 - 技术应用 - 那艾仪器
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更新时间:2025-12-12
浏览次数: 随着不可再生资源的消耗和利用传统能源产生严重的环境污染,人们亟需研究和开发新型能源和储能技术。锂离子电池是新一代二次电池,具有比容量高、循环性能好、自放电小、安全性能好等优点已经应用在电子、新能源汽车和航空航天等领域。 相比于理论比容量基本稳定在300 mAh/g以上的锂电池负极材料,比容量低于200 mAh/g的正极材料是影响锂电池性能的重要因素之一。传统的正极材料有:以LiCoO2为代表的层状正极材料、以LiMn2O4为代表的尖晶石型正极材料和以LiFePO4为代表的橄榄石型正极材料。但是,LiCoO2正极材料的比容量低(160 mAh/g左右)、循环性能差、环境污染较为严重;LiMn2O4正极材料的比容量低(150 mAh/g左右)且在充放电过程中锰离子在电解液中发生歧化反应和溶解;LiFePO4正极材料的比容量低(170 mAh/g左右)、Li+传导率差。因此,亟需开发比容量高、综合电化学性能优良的新型正极材料。
制备富锂正极材料常用的方法有:溶胶-凝胶法、喷雾干燥法、共沉淀法、固相法、水热法等。共沉淀法是当前实验室制备富锂正极材料的首选方法,制备出的颗粒分布均匀、可实现原子级别的均匀混合,但是工艺过程复杂繁琐、粒径受调浆过程精度的影响较大。而喷雾干燥法工艺流程简单、得到粒径较小的颗粒。鉴于此,本文用喷雾干燥法制备富锂正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,研究烧结温度对其电化学性能的影响。
用喷雾干燥机制备的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2富锂正极材料有良好的层状结构,为得到良好的电化学性能奠定了结构基础;充分研磨后其颗粒形貌好、团聚少、分散性好,一次颗粒粒径为100 nm左右,有利于Li+的嵌入和脱嵌。在800℃烧结的富锂正极材料具有良好的电化学性能。
随着不可再生资源的消耗和利用传统能源产生严重的环境污染,人们亟需研究和开发新型能源和储能技术。锂离子电池是新一代二次电池,具有比容量高、循环性能好、自放电小、安全性能好等优点已经应用在电子、新能源汽车和航空航天等领域。 相比于理论比容量基本稳定在300 mAh/g以上的锂电池负极材料,比容量低于200 mAh/g的正极材料是影响锂电池性能的重要因素之一。传统的正极材料有:以LiCoO2为代表的层状正极材料、以LiMn2O4为代表的尖晶石型正极材料和以LiFePO4为代表的橄榄石型正极材料。但是,LiCoO2正极材料的比容量低(160 mAh/g左右)、循环性能差、环境污染较为严重;LiMn2O4正极材料的比容量低(150 mAh/g左右)且在充放电过程中锰离子在电解液中发生歧化反应和溶解;LiFePO4正极材料的比容量低(170 mAh/g左右)、Li+传导率差。因此,亟需开发比容量高、综合电化学性能优良的新型正极材料。
制备富锂正极材料常用的方法有:溶胶-凝胶法、喷雾干燥法、共沉淀法、固相法、水热法等。共沉淀法是当前实验室制备富锂正极材料的首选方法,制备出的颗粒分布均匀、可实现原子级别的均匀混合,但是工艺过程复杂繁琐、粒径受调浆过程精度的影响较大。而喷雾干燥法工艺流程简单、得到粒径较小的颗粒。鉴于此,本文用喷雾干燥法制备富锂正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,研究烧结温度对其电化学性能的影响。
用喷雾干燥机制备的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2富锂正极材料有良好的层状结构,为得到良好的电化学性能奠定了结构基础;充分研磨后其颗粒形貌好、团聚少、分散性好,一次颗粒粒径为100 nm左右,有利于Li+的嵌入和脱嵌。在800℃烧结的富锂正极材料具有良好的电化学性能。