一种好的产业化工艺,除了简便可行之外,还需要综合关注材料的各方面性能,氢氧化物共沉淀法,制备的三元材料,很难单独使用,原因是小颗粒的二次团聚体,在辊压中很容易发生破碎,即使把团聚体做的致密圆滑也很难保证材料在高压实下的形貌保持,韩国的专家曾经在一次会议上模拟不同压力下三元材料的颗粒破碎情况,发现,即使压力不是很高,仍然会有15%以上的小球发生破碎,当然,随着合成工艺的不断完善,目前的三元已经可以有3.3-3.5的压实密度,在这一区间内可以有较好的电化学性能发挥,在这里需要说明的是,其实现在的三元材料并不是不能压实,而是高压实下,二次颗粒破碎,必然导致活性材料与粘结剂导电剂的接触不紧密,进而引起极化,使电极性能变差,目前主要的解决方案是和钴酸锂混合使用,一次颗粒的钴酸锂为三元材料提供支撑,保证好的电极加工性能,此外,一些厂家把钴酸锂和三元混合烧结,推出一种克容量高于钴酸锂,压实密度达到3.95的材料,既提高了电极加工性能,又相对提高了材料的稳定性,但是这种材料的成本比较高,而且能量密度始终不能超越现在钴酸锂的水平。这也给三元材料的工艺提出新的挑战。
钴酸锂由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势,先实现商品化。钴酸锂具有放电电压高、充放电电压平稳、比能量高等优点,在小型消费品电池领域中具有重要应用,由于消费类电子产品市场的迅速发展,钴酸锂是锂电池正极材料中销售量占比大的材料。钴酸锂由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势,先实现商品化。钴酸锂具有放电电压高、充放电电压平稳、比能量高等优点,在小型消费品电池领域中具有重要应用,由于消费类电子产品市场的迅速发展,钴酸锂是锂电池正极材料中销售量占比大的材料。
三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,形成了LiCoO2/LiNiO2/LiMnO2三相的共熔体系,由于存在明显的三元协同效应,使其综合性能优于单组合化合物。
与钴酸锂正极材料相比,三元材料具有价格优势,同时在循环稳定性、热稳定性和安全性能上有所改善,具有广阔的市场前景。但其应用主要受到钴价格的影响,当钴价格处于高位时,三元材料价格较钴酸锂低,具有较强的市场竞争力;但当钴价格处于低位时,三元材料相较于钴酸锂的优势就大大减小。
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