鎳鈷錳酸鋰

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　　鎳鈷錳酸鋰是鋰離子電池的關鍵材料之一。鈷酸鋰是目前應用最廣的電池材料，但鈷資源日益匱乏，價格昂貴，且鈷酸鋰電池在使用過程中存在安全隱患。

　　概述

　　鎳鈷錳酸鋰以相對廉價的鎳和錳取代了鈷酸鋰中三分之二以上的鈷，成本方面優勢非常明顯，和其他鋰離子電池正極材料錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰相比，鎳鈷錳酸鋰材料和鈷酸鋰在電化學性能和加工性能方面非常接近，使得鎳鈷錳酸鋰材料成為新的電池材料而逐漸取代鈷酸鋰，成為新一代鋰離子電池材料的寵兒。

　　分子式：LiNixCoyMn1-x-yO2 外 觀：黑色固體粉末，流動性好，無結塊物 相：符合純相 LiNiO2結構

　　形 貌：球形或類球形顆粒

　　主要用途

　　鋰離子電池正極材料。如動力電池、工具電池、聚合物電池、圓柱電池、鋁殼電池等。

　　鎳鈷錳酸鋰性能

　?。?）高能量密度，理論容量達到280 mAh/g，產品實際容量超過150 mAh/g；

　?。?）循環性能好，在常溫和高溫下，均具有優異的循環穩定性；

　?。?）電壓平臺高，在2.5-4.3/4.4V電壓范圍內循環穩定可靠；

　?。?）熱穩定性好，在4.4V充電狀態下的材料熱分解穩定；

　?。?）循環壽命長，1C循環壽命500次容量保持80%以上；

　?。?）晶體結構理想、自放電小、無記憶效應等突出優點。

　　制備

　　鎳鈷錳酸鋰的制備方法主要采用高溫固相合成法，共沉淀法。目前主要采用錳化合物、鎳化合物及鈷酸鋰和氫氧化鋰作為原料，通過水熱反應，得到鋰、錳、鈷、鎳結合良好的前提，再對前提補充配入鋰源并研磨得到前軀體，經過煅燒制備得到鎳鈷錳酸鋰。隨著全球資源的日益緊張及環境的壓力，電池材料必須走定線循環之路。邦普循環科技有限公司成功發明了一種以廢舊鋰離子電池定向循環鎳鈷錳酸鋰的方法。其主要特點是：將廢舊鋰離子電池經過拆解、分選、粉碎、篩分等預處理后，再采用高溫除粘結劑、氫氧化鈉除鋁等工藝，采用硫酸和雙氧水體系浸出、P204萃取除雜，得純凈的鎳、鈷、錳溶液，配入適當的硫酸錳、硫酸鎳或硫酸鈷，調節鎳、鈷、錳元素的摩爾比；隨后采用碳酸銨調節PH值，形成鎳鈷錳碳酸鹽前軀體，接著配入適當碳酸鋰，高溫燒結合成鎳鈷錳酸鋰。該方法工藝流程簡單，原料價格低，，產品附加值高。為廢舊電池資源化利用產業及鎳鈷錳酸鋰的生產提供了一條全新的途徑。

　　性能參數：

　　以下數據來自國內以廢舊電池為原料定向循環制備鎳鈷錳酸鋰的佛山市邦普循環科技有限公司

　?。?）振實密度（g/cm3）2.0-2.4；

　?。?）比表面積（m2/g）0.3-0.8；

　?。?）粒徑大小D50（um）9-12；

　?。?）首次放電容量（0.2C）﹥148；

　?。?）Ni（%）19.5-21.5；

　?。?）Co（%）19.5-21.5；

　?。?）Mn（%）18.0-20.0；

　?。?）Ni+Co+Mn（%）58.0-62.0；

　?。?）首次可逆效率（%）﹥88.

　　應用前景

　　由于鎳鈷錳酸鋰是在鈷酸鋰基礎上經過改進而成具有較高安全性的正極材料，自提出以來，其憑借容量高、熱穩定性能好、充放電壓寬等優良的電化學性能而受到廣泛關注，被視為下一代鋰離子電池正極材料的理想之選。鎳鈷錳酸鋰在層狀結構中以Ni和Mn取代部分Co，減少了鈷的用量，降低了成本，而且提高了能量密度，目前已在動力型圓柱鋰離子電池中得到廣泛應用。