三元材料表面包覆机 机械力改性 包覆改性机


三元正极材料在动力电池市场备受青睐,主要原因在于其具有较高的容量和良好的结构稳定性。以镍钴锰酸锂为代表的三元材料,其中镍主要作用为提高材料的容量,钴能减少阳离子混合占位、稳定层状结构,锰则可降低材料成本并提高安全性和稳定性。

然而,高镍三元正极材料也存在一些问题。例如,高镍三元材料在应用中面临热稳定性差、表面残碱高、充放电过程多重相变等问题,导致循环性能恶化。此外,高镍三元正极材料对湿度敏感,总碱量高,在工业生产、储存、运输以及电池制备过程中要求更高。当材料接触空气时,粉末材料的结构、形貌和成分发生变化,电化学性能逐渐下降。

为了解决这些问题,对高镍三元正极材料进行改性成为必然需求。目前工业界广泛采用的改性措施包括杂原子掺杂、表面包覆和优化生产工艺等。杂原子掺杂可以抑制 Li/Ni 的阳离子混排,有助于减少首次不可逆容量,提高晶体结构的稳定性,改善材料的循环性能和热稳定性。表面包覆可以使材料和电解液机械分开,减少副反应,抑制金属离子的溶解,优化材料的循环性能。优化生产工艺可以提高 NMC 产品品质,降低表面残碱含量、改善晶体结构完整性、减少材料中细粉的含量等。

包覆改性机在三元材料加工中起着至关重要的作用。通过形成纳米包覆膜,能显著减小电极材料与电解液的接触面积。一般条件下,蜂巢磨可同时施加两种以上的包覆介质,包覆率可达 99.2%,活化率达 99.8%。这种纳米包覆膜能够有效降低材料表面杂质与电解液的副反应,例如,减少 HF 对电极材料的侵蚀,并有效降低界面副反应的发生。同时,还能提高三元正极材料表面的电子导电率,改善材料的循环稳定性。以高镍三元正极材料为例,其表面的残余锂较多,压实密度低、循环性能差等问题对材料性能有明显影响。通过包覆改性机进行表面包覆后,可以稳定高镍材料的结构,提升其性能

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