項目研發(fā)團隊在第一階段通過基礎(chǔ)配方實驗,解決了高鎳系材料放電比容量低、首效低的技術(shù)難題,結(jié)合前驅(qū)體控制結(jié)晶合成技術(shù)、富氧氣氛二次固相合成技術(shù)和配方調(diào)整、包覆技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),提高Ni2+氧化成Ni3+氧化程度,減少材料表面與電解液接觸,降低材料表面殘余Li量,在不提高Ni含量的前提下,將高鎳系材料首次放電容量提高至≥206mAh/g,首效≥90%,振實密度≥2.1g/cm3,磁性雜質(zhì)含量≤40ppb,pH≤11.7,擁有一條20t/月中試生產(chǎn)線。
 
    同時,針對當(dāng)前前驅(qū)體中Ni、Co、Mn三種元素連續(xù)梯度制備困難以及均勻性不好控制的技術(shù)難題,項目組采用Ni、Co、Mn三種溶液單獨配制,各自通過設(shè)計程序精確控制流量進入反應(yīng)釜的新思路,設(shè)計、制作了100升實驗裝置,編制完成控制程序,對制備工藝參數(shù)進行優(yōu)化,實現(xiàn)了前驅(qū)體中三種元素從核到殼按任意曲線連續(xù)梯度分布,從而大幅降低因組分突變而導(dǎo)致的材料在體積效應(yīng)、應(yīng)力等方面的不均勻性,減少顆粒在充放電過程中的微裂紋,提高容量保持率。該方法同時提高了前驅(qū)體的批次均一性,合成的前驅(qū)體為二次球型結(jié)構(gòu)、粒徑及組分梯度分布可控、振實密度高于1.8g/cm3。
 
    以上結(jié)果,為高鎳三元正材料的組分及梯度精細設(shè)計、為開發(fā)高比容量、長壽命的梯度高鎳正極材料打下了良好的基礎(chǔ)。 

 
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