锂电池正极材料的用量设计和加工制作过程讲解

电芯能量密度

每种正极材料都有其理论能量密度，选择了一种正极材料，就选择了电芯能量密度的上限。正极材料的用量设计和加工制作过程中的振实密度也对电 芯成品的能量密度产生影响。

电芯功率密度

不同的正极材料种类，决定了电池充放电功率的大体范围。材料的一些细节，作为辅助因素，也会对功率特性造成影响。比如，正极材料的晶体结构 稳定性，颗粒尺寸，掺杂原子，碳包覆工艺，材料的制备方法等。以上因素最终都是通过影响正极材料容纳锂离子的能力和脱嵌嵌入通道的通畅性来 影响锂电池的功率密度。

电芯循环寿命

影响电芯循环寿命的因素很多，与正极材料相关的，主要有正极材料活性物质在循环使用中的损耗，以及充放电过程中，材料结构的崩坏引发的正极 容纳锂离子能力的衰减。而正极材料中的杂质成分，比如单质铁和三价铁，都会与电解液相互作用，产生不良副反应，或者造成内部微短路。

锂离子电池具有循环寿命长，无记忆效应等优点，已经成为新一代可持续发展的绿色电源，被广泛应 用在数码，笔记本，电动汽车等诸多领域，随着电动汽车发展，市场对锂离子电池的能量密度提出了 更高的需求，而电池能量密度的提升取决于电池材料的性能的改善，镍钴锰酸锂由于具有单位克容量 高，电压平台高，循环性能好等优点，在动力电池领域具有广阔的应用前景，镍钴锰酸锂的性能很大 程度上取决于镍钴锰氢氧化物的性能，共沉淀法是制备镍钴锰氢氧化物的常用方法，为了更好的理解 三元材料前驱体的生长机理，下面简单的介绍镍、钴、锰氢氧化物形成过程。

共沉淀法制备前驱体是将镍盐、钴盐、锰盐配置成可溶性的混合溶液，然后与氨，碱混合，通过控制 反应条件形成类球形氢氧化物，反应方程式如下:

M + nNH3 →[M(NH3)n]2+ (1) [M(NH3)n]2+ +2OH- →M(OH)2+nNH3 (2)

从以上方程式可以看出金属盐首先与氨水络合形成络合物，然后氢氧化根将氨置换形成氢氧化物，为 了更生动的展现反应过程，Yang Yue1等利用球棍模型生动的展现了上述方程式，参考图1，通过反 应方程式和球棍生长模型可以清晰的理解前驱体一次颗粒的生长过程