锂离子电池富镍正极基础科学问题:前驱体高温锂化过程结构演变及调控

作     者：任莉 王鑫 王硕 武文斌 左美华 邢王燕 范未峰 张彬 张军 向伟 Ren Li;Wang Xin;Wang Shuo;Wu Wenbin;Zuo Meihua;Xing Wangyan;Fan Weifeng;Zhang Bin;Zhang Jun;Xiang Wei

作者机构：成都理工大学材料与化学化工学院四川成都610059 宜宾光原锂电材料有限公司四川宜宾644002 宜宾锂宝新材料有限公司四川宜宾644000 韶关东阳光科技研发有限公司广东韶关512000 

基　　金：国家自然科学基金(21805018) 四川省科技计划(2023NSFSC0117,2023ZHCG0060,2022ZHCG0018) 中国博士后科学基金(2022M722704) 宜宾市动力电池“揭榜挂帅”项目(2022JB005) 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2024年第53卷第5期

页      码：1493-1502页

摘      要：为合成高性能富镍正极,需采用较优的煅烧温度、煅烧时间、降温程序等锂化特定形态的氢氧化物前驱体,以可控形成具有较优晶体结构及晶粒形态的正极材料。然而,由于煅烧过程涉及参数多且变化范围大,合理设计制备具有理想结构和形态的富镍正极所需煅烧工艺仍然具有挑战性。为此,需深入理解前驱体和锂盐高温煅烧为正极过程的物相、结构、形貌等的演变方式及形成规律,以为富镍正极煅烧工艺设计及材料定向调控提供参考。本文首先介绍了前驱体高温锂化过程物相、结构演变及反应机制,包括从热力学相平衡角度简要分析的相组成变化、基于原位测试及理论计算分析的前驱体锂化过程反应机制及物相演变以及降温过程发生的显著影响富镍正极材料性能的表面重构现象。其次,介绍了前驱体锂化过程的形貌影响因素及演变方式。最后,对富镍正极煅烧过程面临的问题进行了探讨。本文系统总结了前驱体煅烧过程结构演变及调控规律,以期为相关专业人员开发富镍正极提供参考。

主 题 词：富镍正极材料 高温煅烧 表面重构 阳离子混排 物相转变 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0806[工学-电气类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.12442/j.issn.1002-185X.20230137

馆 藏 号：203128206...