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三元材料前驅體煅燒工藝和成品性能的影響因素

  • 2018年7月11日 YeShiMei來源:粉體網 1063 68
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前驅體的主要指標有鎳含量、鈷含量、錳含量、總金屬含量、雜質含量、真是密度、粒度分布、比表面積、形貌等。其中鎳、鈷、錳的含量是判斷前驅體組分是否符合要求的唯一指標;總金屬含量是配鋰的關鍵指標,也是判斷前驅體是否氧化的重壓參數;振實密度、粒度分布、比表面

前驅體的主要指標有鎳含量、鈷含量、錳含量、總金屬含量、雜質含量、真是密度、粒度分布、比表面積、形貌等。其中鎳、鈷、錳的含量是判斷前驅體組分是否符合要求的唯一指標;總金屬含量是配鋰的關鍵指標,也是判斷前驅體是否氧化的重壓參數;振實密度、粒度分布、比表面積、形貌等影響煅燒工藝和成品性能;雜質主要影響成品電化學性能。

當采用不同廠家的前驅體進行煅燒時,需要對工藝參數進行調整,才能得到性能相同的成品。有些品質較差的前驅體,無論如何調整工藝參數,都無法得到品質優異的成品。

三元材料前驅體煅燒工藝和成品性能的影響因素主要有前驅體的氧化、前驅體粒度分布、前驅體形貌。

1前驅體的氧化

三元材料前驅體的理論總金屬含量為固定值。一般情況下,因前驅體含有水分和雜質,實際金屬含量都低于理論金屬含量。但氧化的前驅體,因其分子式已經發生變化,所以金屬含量高于氫氧化物的金屬含量。氧化的原因有反應過程中的氧化、烘干溫度過高氧化等。氧化前驅體和未氧化物前驅體的煅燒制度不一樣,若用未氧化物前驅體的煅燒制度氧化前驅體,則成品性能將大大降低。

從表中可以看出,氧化前驅體的金屬含量已經高于理論值,煅燒出來的成品容量比未氧化的低于10mA·h·g-1左右,為不合格品。

2粒度分布

前驅體粒度大小不一樣,需要的煅燒溫度也不相同。粒徑越小,從顆粒表面到中心的傳熱需要的時間越短,如果煅燒溫度相同,顆粒越小,煅燒需要的時間越短,單晶成長越快。

粒徑分布越窄的前驅體,反應燒成過程中從顆粒表面到中心的傳熱需要的時間一致,晶粒的生成長大時間也一致,得到的單晶顆粒大小也基本趨于一致。而粒徑分布不均勻的前驅體,得到的成品的單晶顆粒大小也不相同。

前驅體粒度分布對煅燒產品形貌的影響

圖中a、b為粒度分布較寬的前驅體煅燒出的成品的SEM圖,圖c、d為粒度分布較窄的前驅體煅燒的成品SEM圖。從圖中可以看出a、b中不同顆粒的粒徑不同,且小粒徑顆粒的單晶較大,而大顆粒的單晶較小。c、d中顆粒的粒徑很接近,單晶大小也沒有太大的差別。

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