NCA材料的产业化技术研究现状
01
NCA前驱体生产工艺路线
目前国内外主要NCA生产企业通常采用的技术路线有如下3种：
上述3种工艺中，第1和第3种方案Al元素在后续烧结或包覆工艺中加入，此法Al元素分布不均匀，表层Al含量偏高，形成惰性层，降低最终产品容量，同时工艺复杂，增加生产成本。第2种方案Al元素可以均匀分布，产品性能更加优异，生产流程简单、成本低，但前驱体的制备技术难度更大。
目前最主流的技术路线是Ni1-x-yCoxAly(OH)2制备工艺路线，如日本住友、日本户田，已进入量产阶段。该方法一般以硫酸盐为原料，通过氢氧化钠和络合剂制成Ni、Co、Al共沉淀的前驱体Ni1-x-yCoxAly(OH)2，再经过滤、洗涤、干燥等手段制成产品。这种工艺的优点在于生产成本低、流程简单、更适于大规模工业化生产。
02
NCA烧结工艺路线
NCA的原料锂源通常采用氢氧化锂，由于NCA烧结温度不能太高，一般不超过800℃，采用碳酸锂为原料时，碳酸锂热分解不完全，造成NCA表面残留碳酸锂太多，使NCA表面碱性太强，对湿度敏感性增强；同时氢氧化锂的熔点比碳酸锂更低，对NCA的低温烧结更有利。但由于氢氧化锂挥发性较强，刺激气味较大，所以要求通风良好的生产环境。NCA的烧结气氛需要在纯氧气气氛下，才能保证Ni2+氧化成Ni3+。同时由于Ni3+的热力学的不稳定性，NCA的烧结温度不能太低也不能太高，目前NCA的最佳烧结温度在700～800℃。
03
NCA材料改性技术研究现状
随着多元材料中Ni%含量的提高，材料比容量提高的同时，带了较多的技术难题：循环性能尤其是高温循环性能问题、倍率问题、安全性问题、碱性杂质含量及由此导致的吸水性强（水分偏高）问题。针对这些问题，近年来，研发人员采用了多种阴、阳离子或多元体相掺杂，来稳定高镍材料的结构，以达到提升循环及存储性能的效果。此外，包覆也是一种防止电解液对正极材料腐蚀，提升材料循环及存储稳定性的有效方法。但这些方法都无法解决高镍材料碱性杂质残留的问题，这是高镍材料产业化并大规模应用的关键瓶颈。
