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三元材料前驱体煅烧工艺和成品性能的影响因素

  • 2018年7月11日 YeShiMei来源:粉体网 1063 68
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前驱体的主要指标有镍含量、钴含量、锰含量、总金属含量、杂质含量、真是密度、粒度分布、比表面积、形貌等。其中镍、钴、锰的含量是判断前驱体组分是否符合要求的唯一指标;总金属含量是配锂的关键指标,也是判断前驱体是否氧化的重压参数;振实密度、粒度分布、比表面

前驱体的主要指标有镍含量、钴含量、锰含量、总金属含量、杂质含量、真是密度、粒度分布、比表面积、形貌等。其中镍、钴、锰的含量是判断前驱体组分是否符合要求的唯一指标;总金属含量是配锂的关键指标,也是判断前驱体是否氧化的重压参数;振实密度、粒度分布、比表面积、形貌等影响煅烧工艺和成品性能;杂质主要影响成品电化学性能。

当采用不同厂家的前驱体进行煅烧时,需要对工艺参数进行调整,才能得到性能相同的成品。有些品质较差的前驱体,无论如何调整工艺参数,都无法得到品质优异的成品。

三元材料前驱体煅烧工艺和成品性能的影响因素主要有前驱体的氧化、前驱体粒度分布、前驱体形貌。

1前驱体的氧化

三元材料前驱体的理论总金属含量为固定值。一般情况下,因前驱体含有水分和杂质,实际金属含量都低于理论金属含量。但氧化的前驱体,因其分子式已经发生变化,所以金属含量高于氢氧化物的金属含量。氧化的原因有反应过程中的氧化、烘干温度过高氧化等。氧化前驱体和未氧化物前驱体的煅烧制度不一样,若用未氧化物前驱体的煅烧制度氧化前驱体,则成品性能将大大降低。

从表中可以看出,氧化前驱体的金属含量已经高于理论值,煅烧出来的成品容量比未氧化的低于10mA·h·g-1左右,为不合格品。

2粒度分布

前驱体粒度大小不一样,需要的煅烧温度也不相同。粒径越小,从颗粒表面到中心的传热需要的时间越短,如果煅烧温度相同,颗粒越小,煅烧需要的时间越短,单晶成长越快。

粒径分布越窄的前驱体,反应烧成过程中从颗粒表面到中心的传热需要的时间一致,晶粒的生成长大时间也一致,得到的单晶颗粒大小也基本趋于一致。而粒径分布不均匀的前驱体,得到的成品的单晶颗粒大小也不相同。

前驱体粒度分布对煅烧产品形貌的影响

图中a、b为粒度分布较宽的前驱体煅烧出的成品的SEM图,图c、d为粒度分布较窄的前驱体煅烧的成品SEM图。从图中可以看出a、b中不同颗粒的粒径不同,且小粒径颗粒的单晶较大,而大颗粒的单晶较小。c、d中颗粒的粒径很接近,单晶大小也没有太大的差别。

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