鋰電池正極材料前驅(qū)體有害陰離子的危害及脫除研究.pdf

1、在眾多鋰離子電池正極材料制備方法中，化學(xué)共沉淀法由于具有計(jì)量比準(zhǔn)確、形貌均勻可控、合成反應(yīng)溫度低、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)而備受研究者的關(guān)注，是鋰離子電池正極材料商用化最有效的制備途徑。用金屬硫酸鹽和氫氧化鈉共沉淀制備 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料的前驅(qū)體時(shí)產(chǎn)生的 SO42-雜質(zhì)以及用氯酸鹽和氫氧化鈉共沉淀制備LiCoO2的前驅(qū)體中產(chǎn)生的Cl-雜質(zhì)均難以脫除，鋰離子電池中殘余過多的這類雜質(zhì)會導(dǎo)致正極材料層狀結(jié)構(gòu)不理想并引起電池循

2、環(huán)性能變差、腐蝕電池材料及設(shè)備等問題。本文通過硫酸鹽金屬溶液與氫氧化鈉共沉淀法制備出正極材料Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體，掃描電子顯微鏡（SEM）表征前驅(qū)體的形貌及結(jié)構(gòu)，分析影響共沉淀反應(yīng)的工藝參數(shù)，制備出具有良好層狀結(jié)構(gòu)的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2電池正極材料，并從雜質(zhì)產(chǎn)生機(jī)理和賦存形態(tài)研究解決其難以脫除的成因，通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究制定出高效可行的脫除雜質(zhì)技術(shù)方案。對不同 SO42-含量的 LiNi1/3Co

3、1/3Mn1/3O2正極材料結(jié)構(gòu)用X射線衍射儀（XRD）分析并輔以電化學(xué)性能測試SO42-對電池材料的危害。
　　分析表明：在共沉淀法合成Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體過程中，當(dāng) pH值為10.2共沉淀合成36h時(shí)前驅(qū)體具有比較均一良好的形貌，表面光滑且界面清晰。不同于LiCoO2電池正極材料前驅(qū)體中以表面吸附的形式存在的Cl-雜質(zhì)可以直接通過加熱的去離子水洗滌脫除，水溫越高、用水量越大，Cl-脫除效果越明顯。而N

4、i1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體中難以脫除的SO42-是以絡(luò)合鹽離子形式存在的，一種新的方法是用2％的 NaOH溶液浸濕洗滌脫除SO42-，電化學(xué)性能測試在2.5-4.3V電壓下以0.2C充放電發(fā)現(xiàn)，低 SO42-含量（0.28%）的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作為電極材料在30周期后較高 SO42-含量（0.48%）的電極材料有明顯較好的層狀結(jié)構(gòu)、更高的首次放電容量和充放電循環(huán)穩(wěn)定性，100次充放電循環(huán)后庫侖效率