锂离子电池正极材料的常见制备方法

随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不了解这些产品的一些组成，比如锂离子电池正极材料。

作为动力锂离子电池的核心，正极材料约占新能源汽车制造成本的30-40%。目前，已被大规模应用的重要应用包括磷酸铁锂，锰酸锂和三种类型的三元材料：锰酸锂镍钴和铝酸锂镍钴。其中，磷酸铁锂和锰酸锂材料基础研究的技术突破空间不大，其能量密度和重要技术指标已接近其应用极限。从技术进步的角度来看，三元材料具有能量密度高，循环寿命长，可靠性高等优点，已逐渐成为动力锂离子电池正极材料的主流。

在锂离子电池及其下游产业的快速发展的带动下，锂离子电池正极材料的数量迅速新增。2016年，锂离子电池正极材料的全球销量达到31.74万吨，同比上升42.1%，2011年至2016年的年均复合上升率为32.17%。从应用结构的角度来看，锂离子电池正极材料市场可细分为小型锂离子电池正极材料市场和动力锂离子电池正极材料市场。小型锂离子电池正极材料重要包括钴酸锂，三元材料和锰酸锂，而动力锂离子电池正极材料重要包括锂锰氧化物，磷酸铁锂和三元材料。

研究热点重要集中在层状LiMO2和尖晶石LiM2O4的化合物以及结合了两种M(M为Co，Ni，Mn，V和其他过渡金属离子)的相似电极材料上。作为锂离子电池的正极材料，在Li+离子的脱嵌和嵌入过程中，结构变化的程度和可逆性决定了电池的稳定和重复充电和放电性能。在正极材料的制备中，原料的性质和合成工艺条件将影响最终结构。各种有前途的阴极材料在使用过程中都有衰减的能力，这是研究的重要问题。

锂离子电池正极材料的性能直接影响锂离子电池的性能，其成本直接决定电池的成本。阴极材料的工业生产方法很多，合成路线比较复杂，温度，环境和杂质含量的控制相对严格。阴极材料的工业生产方法很多，合成路线相对复杂。温度，环境和杂质含量的控制也很严格。正极材料重要包括钴酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂，三元材料等。

络合方法使用有机络合物来首先制备包含锂离子和钴或钒离子的络合物前体，然后进行烧结以制备它们。该方法的优点是分子尺度混合，材料均匀性和性能稳定性，并且正极材料比固相方法具有更高的电容。它已在国外作为锂离子电池的工业方法进行了测试，并且该技术还不成熟。报告。

固相法：通常在研磨和混合后选择碳酸锂和钴化合物或镍化合物等锂盐，然后进行烧结反应。该方法的优点是工艺流程简单，原料容易获得。它属于在锂离子电池开发的早期被广泛研究和开发的方法。国外技术比较成熟;性能稳定性差，批次之间的质量一致性差。

溶胶凝胶法使用1970年代开发的超微粒子的制备方法来制备正极材料。该方法具有方法复杂的优点，并且所制备的电极材料具有更大的电容新增。一种在国内外迅速发展的方法。缺点是成本高，技术尚处于开发阶段。

离子交换法：通过离子交换法制备的LiMnO2具有270mAh/g的可逆放电容量。这种方法已成为一个新的研究热点。具有电极性能稳定，电容高的特点。然而，该方法涉及耗能和耗时的步骤，例如溶液重结晶和蒸发，这是不实际的。

正极材料的研究从国外文献可看出,其电容量以每年30～50mA·h/g的速度在上升，发展趋向于微结构尺度越来越小，而电容量越来越大的嵌锂化合物，原材料尺度向纳米级挺进，有关嵌锂化合物结构的理论研究已取得一定进展，但其发展理论还在不断变化中。在研究设计过程中，一定会有这样或着那样的问题，这就要我们的科研工作者在设计过程中不断总结相关经验，这样才能促进产品的不断革新。