高镍三元正极材料的技术痛点有什么

2020-10-31      1944 次浏览

高镍三元锂离子电池正极材料的容量重要来自Ni2+/Ni4+氧化还原,所以镍含量越高,材料的容量也越大。但是Ni含量升高后,高镍三元正极材料会带来一系列棘手的技术问题。高镍三元正极材料的重要原料是氢氧化物前驱体,Ni以Ni2+的形式存在。


高镍三元锂离子电池正极材料在高温下结构不稳定,循环过程中生成不再有锂离子脱嵌活性的立方岩盐相。镍含量越高,总碱量越高。总碱量高对其工业生产、储存、运输以及电池的制备都提出了更高的要求。当材料接触空气时,粉末材料的结构、形貌和成分发生变化,电化学性能逐渐下降,特别是暴露在潮湿的空气中,这种现象尤为明显。


高镍三元锂离子电池正极浆料在制备和涂布过程,环境湿度对其影响巨大,假如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。


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等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。


目前动力锂电池行业比较火的词汇,不仅仅是高镍,还有:固态电池,富锂锰基固溶体材料,锂硫电池等等,新技术新材料新观念的出现将对高镍三元锂离子电池材料的应用出现一定的冲击。


高镍三元锂离子电池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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