中國粉體網訊 國家重點研發計劃“新能源汽車”重點專項2016年度立項項目“高比能量動力鋰離子電池開發與產業化技術攻關”在高鎳正極材料研發方面取得突破性進展。
項目研發團隊在第一階段通過基礎配方實驗，解決了高鎳系材料放電比容量低、首效低的技術難題，結合前驅體控制結晶合成技術、富氧氣氛二次固相合成技術和配方調整、包覆技術等關鍵技術，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，磁性雜質含量≤40ppb，pH≤11.7，擁有一條20t/月中試生產線。
同時，針對當前前驅體中Ni、Co、Mn三種元素連續梯度制備困難以及均勻性不好控制的技術難題，項目組采用Ni、Co、Mn三種溶液單獨配制，各自通過設計程序精確控制流量進入反應釜的新思路，設計、制作了100升實驗裝置，編制完成控制程序，對制備工藝參數進行優化，實現了前驅體中三種元素從核到殼按任意曲線連續梯度分布，從而大幅降低因組分突變而導致的材料在體積效應、應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體的批次均一性，合成的前驅體為二次球型結構、粒徑及組分梯度分布可控、振實密度高于1.8g/cm3。
以上結果，為高鎳三元正材料的組分及梯度精細設計、為開發高比容量、長壽命的梯度高鎳正極材料打下了良好的基礎。
