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淺談四大正極材料的壓實(shí)密度

作者: 來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2011-12-28 瀏覽:
     中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:眾所周知,壓實(shí)密度一般受真密度和材料形貌結(jié)構(gòu)的影響。
 
  真密度
 
  材料的壓實(shí)密度主要受真密度影響比較大,不同材料的真密度分別為:鈷酸鋰:5.1,錳酸鋰:4.2,磷酸鐵鋰3.6,三元材料受組成的不同,真密度有所變化,一般的111型,以美國(guó)3M的BC-618為例,約為4.8,所以按照真密度的由大到小來(lái)排列,四種材料的順序如下:鈷酸鋰>三元>錳酸鋰>磷酸鐵鋰,這也與目前壓實(shí)密度的趨勢(shì)完全一致,可見(jiàn),真密度是影響一種材料壓實(shí)的最大影響因素。
 
  形貌結(jié)構(gòu)
 
  材料的表面光滑程度,二次顆粒內(nèi)部空隙的大小,材料的規(guī)整程度,這些都是影響材料壓實(shí)密度的因素,目前的鈷酸鋰是一次顆粒,這也就不存在二次顆粒內(nèi)部間隙的影響,我公司的錳酸鋰和三元材料也做成了類(lèi)鈷酸鋰的一次顆粒(錳酸鋰可以成為單晶,三元材料存在爭(zhēng)議),也把壓實(shí)密度分別提高到了錳酸鋰(2.9-3.2),三元(3.7-3.9),至于磷酸鐵鋰,(比較特殊,會(huì)在倍率性能部分說(shuō)明)由于材料的納米化,限制了其壓實(shí)的進(jìn)一步提高,粒徑分布是比較復(fù)雜的因素,合理的粒徑分布可以適當(dāng)?shù)奶岣邏簩?shí),這些可以一般可以根據(jù)自己的產(chǎn)品作相應(yīng)的調(diào)整。
 
  倍率性能
 
  倍率性能屬于電化學(xué)性能,與材料的客觀的壓實(shí)密度無(wú)關(guān),但是考慮到在電池的應(yīng)用中,就有必要細(xì)細(xì)說(shuō)明。單純從材料本身的倍率性能而言(排除粒徑影響)錳酸鋰>鈷酸鋰>三元材料>磷酸鐵鋰。為了保證材料的倍率性能,目前產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品都在工藝上進(jìn)行了調(diào)整,以保證其倍率性能,所以目前的D50一般的范圍來(lái)說(shuō)也是和倍率性成正比,倍率性越好的產(chǎn)品,一般可以做到粒徑越大,因?yàn)榇蟮牧娇梢员WC材料的壓實(shí)密度更高一些(雖然二者比例不是嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)),當(dāng)然,特殊領(lǐng)域的追求高倍率產(chǎn)品屬于例外。
 
  所以,我們可以合理認(rèn)為:倍率性能在一定程度上限制了壓實(shí)密度的提高。
 
  以上為壓實(shí)密度的說(shuō)明,對(duì)于一些客戶(hù)對(duì)于目前的一次顆粒產(chǎn)品壓實(shí)及其倍率性能的疑問(wèn),特作如下說(shuō)明:
 
  (補(bǔ)充:我們提高壓實(shí)的途徑:把產(chǎn)品做成類(lèi)鈷酸鋰的一次顆粒)
 
  單晶一次顆粒的壓實(shí)密度高于二次顆粒,這是毋庸置疑的,但是帶來(lái)的新的問(wèn)題就是可能影響倍率性能,因?yàn)楸堵市阅芘c鋰離子在顆粒內(nèi)部的傳輸速率相關(guān)性很大,一般粒徑越小,傳輸速率越快(這也是磷酸鐵鋰必須納米化的主要原因),普通的二次顆粒的小顆粒都是納米級(jí)或者1微米以下,所以即使二次顆粒的粒徑D50大于做到十幾甚至幾十微米,倍率性能依然不錯(cuò),但是單晶一次顆粒的另一個(gè)好處是,自由長(zhǎng)成的晶體表面很光滑,與導(dǎo)電劑接觸很緊密,此外,高溫下自由長(zhǎng)成的晶體內(nèi)部晶格缺陷很少,使里離子傳輸更加暢通,此外,我們把粒徑做小(小于二次團(tuán)聚顆粒)也有助于倍率性能的提高。至于具體的性能很多客戶(hù)都做過(guò)具體測(cè)試,不做過(guò)多說(shuō)明。
 
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