苹果为什么使用钴酸锂作为锂电池的正极材料？

发布于 苹果 2024-10-16
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  1. 匿名用户2023-11-07

    高容量富镍层状LiMO2（M=Ni、Co、Mn和Al）是电动汽车电池的理想正极材料。 然而，富镍阴极在化学和结构上不稳定，缩短了其使用寿命。 当充电到高电压时，高度脱锂的阴极会因应变而被破坏，导致阴极颗粒出现微裂纹。

    微裂化是富镍层状阴极容量快速衰减的主要原因，因为它使阴极内部的大部分表面暴露在电解液中，导致氧气析出，促进绝缘类NiO岩盐层的形成。 因此，富镍正极材料需要具有机械稳定性，即使在高电荷状态下也不会出现严重的微裂纹。 由于微裂纹是由颗粒中局部应变的积累而成核的，因此可以通过调整微观结构来抑制局部应变的增加，而晶粒细化、初始颗粒形状调整和掺杂方法可以有效减缓高电荷状态下内部应变的发展，从而抑制循环过程中微裂纹的形成。

    其中，构建氢氧化物前驱体成分梯度是优化正极颗粒微观结构的有效手段。

    合肥中航纳米生产的纳米氧化铝粉体ZH-Al2O3-20N具有针状条状的微观形貌、大比表面积和高纯度（掺杂到电池材料中，由细长的初级颗粒组成，从球形次级颗粒的中心放射状排列。 这种独特的结构有效地抑制了高电荷状态下微裂纹的形成和扩展，并能承受电解液的侵蚀，从而抑制了表面降解。 细长初级颗粒的径向排列使得四元高镍NCMA正极通过均匀收缩有效消除相变引起的晶界内应变，纳米氧化铝粉初级颗粒独特的细长结构提高了其力学稳定性，抑制了循环过程中微裂纹的形成。

    此外，四元高镍NCMA正极的初级颗粒主要以（001）表面为侧翼，可以承受电解质的侵蚀，从而限制了表面降解。 纳米氧化铝掺杂可以进一步提高四元高镍NCMA正极的循环稳定性。

    合肥中航纳米生产高纯度、大比表面积的纳米氧化铝粉、纳米氧化锆粉、纳米氧化钇粉、纳米氧化镧粉等纳米氧化物粉体，可用于LCO LLZO NCA NCMA锂电池材料。

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