鋰電池正極材料前驅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，化學共沉淀法由于具有計量比準確、形貌均勻可控、合成反應溫度低、重現(xiàn)性好等特點而備受研究者的關注，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正極材料的前驅體時產生的 SO42-雜質以及用氯酸鹽和氫氧化鈉共沉淀制備LiCoO2的前驅體中產生的Cl-雜質均難以脫除，鋰離子電池中殘余過多的這類雜質會導致正極材料層狀結構不理想并引起電池循

2、環(huán)性能變差、腐蝕電池材料及設備等問題。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前驅體，掃描電子顯微鏡（SEM）表征前驅體的形貌及結構，分析影響共沉淀反應的工藝參數(shù)，制備出具有良好層狀結構的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2電池正極材料，并從雜質產生機理和賦存形態(tài)研究解決其難以脫除的成因，通過系統(tǒng)實驗研究制定出高效可行的脫除雜質技術方案。對不同 SO42-含量的 LiNi1/3Co

3、1/3Mn1/3O2正極材料結構用X射線衍射儀（XRD）分析并輔以電化學性能測試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前驅體過程中，當 pH值為10.2共沉淀合成36h時前驅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電池正極材料前驅體中以表面吸附的形式存在的Cl-雜質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前驅體中難以脫除的SO42-是以絡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構、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