究竟哪种堆积方式形成的二次颗粒烧结后性能会发挥更好?三元材料特点分析

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，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，而类球形氢氧化物二次颗粒是从二次颗粒团聚体可以看 出，一次颗粒形貌都是片状，仅仅是堆积方式发生了改变，第一种是纳米片平铺堆积，第二种是平铺 堆积与垂直堆积的混合模式，第三种是垂直堆积;不同类型的一次颗粒的堆积方式以及二次颗粒的团聚状态，会产生诸多不同形 貌的前驱体，但究竟哪种堆积方式形成的二次颗粒烧结后性能会发挥更好?需要前驱体与烧结进行系 统性研究，不同类型的前驱体，你用同一烧结条件去评估，或许是不太正确的;因为每一类型的前驱 体都会有不同的反应活性，或许你没有找到该前驱体的“G点”;并没有给与他足够的外界条件，让其 产生足够的融合和吸锂活性。笔者在研究过程中发现，不同形貌的前驱体烧结后对锂的吸收程度是不 一样的，特别是高镍前驱体，如果前驱体吸锂活性不好，烧结后，残碱必定会很高，性能优良的前驱 体未必能开发很好的正极材料，但性能优良的正极材料一定会有一个性能优良的前驱体;以上图示中 是J国、K国的国际专利，对前驱体的结晶性以及一次颗粒进行了系统的研究，对前驱体的开发与研 究具有一定的借鉴与参考。