如何提高电池能量密度你知道吗？
来源：宝鄂实业
2019-08-31 10:02
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如何提高电池能量密度？且看NCA正极材料
目前LiNi0.8Co0.15Al0.05O2.已经产业化，容量为190mAh/g左右，500次循环保持率在90%以上。
NCA生产合成工艺
a.制备Ni1-xCox(OH)2，表面包覆Al(OH)3，最后与Li盐混合烧结制备NCA；
b.直接采用Ni/Co/Al盐共沉淀制备Ni1-x-yCoxAly(OH)2，然后与Li盐混合烧结制备NCA；
c.制备Ni1-xCox(OH)2，然后与Al(OH)3，Li盐一起混合烧结制备NCA。
a和c方案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，工艺复杂，成本高。
b方案Al元素可以均匀分布，产品性能更加优异，流程简单、成本低，但前驱体的制备技术难度更大。
目前Tesla电池的正极材料供应商日本住友已完成了Ni含量在85%～88%的新组分NCA的开发，较常规的Ni含量为80%～85%的NCA材料，其能量密度又提升了5%。
韩国主要采用的是Ni1-xCox(OH)2工艺路线，在火法阶段将Al源和锂源一起混合烧结制备NCA正极材料。 1.合成困难
NCA中的Ni为+3价，合成的前躯体原料为+2价，Ni2+氧化成为Ni3+,Ni3+很不稳定，高温合成升高温度可以提高Ni2+氧化成为Ni3+的转化率，但由于Ni3+很不稳定，温度太高又导致Ni3+的分解。
2.合成成本高
对于普通三元材料，生产过程中只需要空气气氛，而NCA需要纯氧气气氛，纯氧的成本较高，且对制造氧气生产供应设备要求极高。
3.吸水性强
Ni3+很不稳定，在有H2O存在下，
LiNiCoAlO2+H2O→NiO+LiOH+O2
LiOH+CO2→Li2CO3
Li2CO3+HF→LiF+CO2
由于存在以上反应，导致NCA表面碱性很高，在配料涂布极易出现果冻状。
因此产线需要在10%左右湿度下生产和存储。
4.电池安全性
高Ni体系满电状态下的热稳定性差，导致电池的安全性下降，需配合电芯体系(如高安全性隔膜，采用18650等圆柱体系)、BMS等进行配套优化设计
