PH值对高镍三元材料的影响?如何降低三元材料的PH?
我们都知道,高镍三元材料是现在高能量密度动力电池应用重点方向之一,可是高镍三元材料有什么问题呢?这其中一个最重要的原因就是材料碱性大,浆料吸水后极容易造成果冻。对其生产环境和工艺控制能力的要求十分严格,我们很难达到表准。降低表面残碱含量对于三元材料在电池里的应用具有重要的应用价值。
高PH值的来源是什么?这是因为三元材料合成过程中,锂盐不可避免要过量,多余的锂盐在高温环境中,煅烧后的产物主要是锂的氧化物,与空气中的H2O和CO2反应再次生成LiOH和Li2CO3,残留在三元材料表面,使材料的pH值比较高。
此外,在高镍体系中,由于化合价要保持平衡,使材料中有一部分镍以3+的形式存在,而多余的锂在材料表面易形成LiOH和Li2CO3,镍含量越高则表面含碱量越大,在匀浆和涂布过程中越容易吸收水分造成浆料形成果冻状。
同时,值得注意的是残留的锂盐不仅会造成电化学活性较大,而且因碳酸锂等在高压下分解导致电池充放电过程中电池的产气现象。
一般工业生产,从生产源头来控制三元材料前驱体的PH和生产环境,降低锂盐比例,控制烧结制度,让锂能快速扩散到晶体内部。对三元材料进行水洗,然后二次烧结降低表面残碱含量,但相应的会损失一部分电性能。表面包覆也是降低三元材料表面残碱含量的有效方法。