中國粉體網訊  正極材料作為鋰離子電池的關鍵材料,，在很大程度上決定了電池的性能,。正極材料主要包括鈷酸鋰,、錳酸鋰,、磷酸鐵鋰和三元材料。三元材料因具有較為平衡的成本,、能量密度,、循環(huán)及安全性能等優(yōu)勢，成為電動汽車,、電動自行車等產品的主要選擇,。三元材料憑借其更高的性價比優(yōu)勢，逐步超越磷酸鐵鋰和錳酸鋰成為主流車企的選擇,。

三元前驅體作為三元材料制備的原料,，很大程度上決定了三元材料的性能。前驅體的結晶程度、球形度,、顆粒大小以及分布,、振實密度等指標的差異，都會嚴重影響三元正極材料的電化學性能,，而這些指標又受前驅體合成過程中pH值,、氨堿濃度、攪拌強度,、合成溫度,、設備等多種因素的影響。

前驅體的制備技術主要有沉淀法,、噴霧熱解法,、溶膠凝膠法。

共沉淀法及其難點

共沉淀法是前驅體材料的主流制備方法,，可以精確控制各組分的含量,，并且實現組分的原子級混合；通過調整溶液濃度,、pH值,、反應時間、反應溫度,、攪拌轉速等合成工藝參數,，可以制備不同粒度、形貌,、密度,、結晶程度的材料。

共沉淀法生產過程中影響因素眾多,，氨水濃度,、pH、離子濃度,、溫度,、反應時間、攪拌速度,、反應釜結構等均對產品性能產生影響,，這些影響直接導致產品成分、形貌,、粒度及分布,、振實密度等性能指標產生波動，這樣一來前驅體產品標準難以統一,，各家各有特色,。此外該方法產生的廢水量大，環(huán)保處理成本高。

噴霧熱解法及其難點

噴霧熱解法是將可溶性金屬鹽和沉淀劑在噴霧干燥器中進行霧化,，然后干燥,。此方法合成出的材料顆粒大小比較一致，化學成分分布比較均勻,，工藝比較簡單,，容易實現，且耗時短,，是工業(yè)生產正極材料的方法之一,。

目前國內外有少數企業(yè)在探索用噴霧熱解法合成三元鎳鈷錳前驅體氧化物。但是這種方法的技術難點是設備復雜,、投資大,、鎳鈷錳球形氧化物存在空心化、振實密度偏低,。

溶膠凝膠法及其難點

溶膠凝膠法是一種常見的軟化學方法,。優(yōu)點是具有均勻性好、合成溫度低,，可以實現材料組分分子或原子級的均勻混合,，缺點是工藝復雜、成本高,。

未來前驅體發(fā)展方向

1高鎳化

2020年全球高鎳三元材料需求量約15.52萬噸,，占總需求比例逐年提高。三元材料的技術含量有50%以上包含在前驅體中,，高鎳三元材料的發(fā)展離不開高鎳三元前驅體的推動,，因此，高鎳前驅體的發(fā)展也在急劇上升,。

2單晶化

三元材料多數為細小晶粒團聚成的二次球形顆粒,，二次顆粒型的三元材料由于顆粒內部存在應力導致材料循環(huán)過程中易開裂，而存在循環(huán)壽命短,、熱穩(wěn)定性差的缺陷,。單晶顆粒相對于團聚顆粒，在輥壓時不會破碎,，有效地提高了材料的壓實密度，解決了之前三元壓實低的問題,。而且單晶顆粒結構穩(wěn)定性好,，能保證優(yōu)異的循環(huán)性能，并能提高安全性能,。

3間歇式

前驅體生產工藝可分為間歇法和連續(xù)法兩種,。間歇法生產前驅體粒徑分布極窄，連續(xù)法生產產能更高，生產物料在反應釜內停留時間較為均一,，生產出的前驅體粒徑分布更窄,，適用于生產高端型如高鎳、單晶型前驅體產品,。

參考來源：

劉彥龍.前驅體制備對三元材料的影響及研究進展概述

胡國榮.高鎳三元正極材料產業(yè)化過程中難點問題探討

宋順林.三元材料及其前驅體產業(yè)化關鍵設備的應用

張臻.鋰電三元正極材料前驅體的研究進展

（中國粉體網編輯整理/墨玉）

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