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不同组分前驱体的适宜氨水浓度和pH值
总碱量高意味着颗粒表面锂残渣较多,非常容易吸收空气中的二氧化碳和水,发生如下反应:
在颗粒表面形成Li2CO3和LiOH层,会有以下影响:
消耗了材料中的Li,又不具备电化学活性,因此会造成容量衰减。
颗粒表面致密的Li2CO3层阻碍Li的扩散,影响电池性能。
LiOH会与PVDF反应,对电池工艺和性能产生不利影响。
Li2CO3在充电状态的高电位下容易分解产生CO2气体,造成电池鼓包漏液问题。
LiOH也会与LiPF6反应,消耗电解液中的Li离子,产生HF气体,它可以使电池内部的金属零件腐蚀,进而使电池最终漏液。而且HF会破坏SEI膜。
湿度对对极片制造工艺过程产生严重的影响:高镍三元正极浆料在制备和涂布过程,环境湿度对其影响巨大,如果在工艺过程中吸水反应,特别容易造成浆料性质发生变化,导致极片制造过程出现品质不稳定,工艺一致性差等问题,形成凝胶浆料时,甚至涂布过程无法进行。
3.热稳定和安全性能差
在商业化电解液中,当LiCoO2,LiNiO2和LiMn2O4三种材料充电至4.2V时,
热分解温度依次是LiMn2O4>LiCoO2>LiNiO2
放热量依次是LiMn2O4
材料在充电后镍转变为强氧化性的高价镍,高价镍会与电解质反应放出热量和气体,并且它本身也很不稳定,受热会分解并析出O2。当热量和CO2、O2气体在密闭的电池内部聚集到达到一定压强时,就会造成爆炸。
小结:高镍三元材料的原料成本有所下降,因为镍比钴价格低。但是高镍三元材料的这些技术痛点导致其生产条件极为苛刻,原料成本下降,生产成本又升高,所以未来高镍三元材料的成本也不会大幅降低。但是由于国家及市场对电池比容的要求,高镍三元材料势在必行。
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