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高性能正極材料包覆方法與工藝優(yōu)化

閱讀：608 發(fā)布時(shí)間：2025-1-14

　　一、高性能正極材料包覆方法

　　1、濕法工藝

　　溶膠凝膠包覆

　　這種方法利用金屬醇鹽等前驅(qū)體在水或有機(jī)溶劑中的水解和縮聚反應(yīng)形成凝膠。對(duì)于正極材料包覆而言，它可以在材料表面形成一層均勻的包覆層。在一些含鋰正極材料的包覆中，通過(guò)溶膠凝膠法可以將金屬氧化物包覆層均勻地覆蓋在正極顆粒表面。

　　水熱/溶劑熱包覆

　　此工藝在高溫高壓的水溶液或有機(jī)溶劑環(huán)境下進(jìn)行。在封閉的容器中，反應(yīng)物分子間的相互作用增強(qiáng)，形成的包覆層為納米級(jí)且均勻，還能控制包覆層的化學(xué)計(jì)量。像在鎳鈷錳酸鋰正極材料的包覆中，可以得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的包覆層。但它難加工，前體鹽昂貴且產(chǎn)率低。

　　2、干涂工藝

　　干涂法操作相對(duì)簡(jiǎn)單，可能是較為可行的方法。不過(guò)，它很難在整個(gè)正極材料上獲得均勻的包覆層。在進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，干涂法得到的包覆層往往存在厚度不均勻的情況，影響正極材料的性能。

　　3、氣相化學(xué)過(guò)程

　　化學(xué)氣相沉積

　　在一定溫度下，反應(yīng)物在襯底材料上分解并沉積。CVD能生產(chǎn)出低孔隙率、均勻且薄的包覆層。在對(duì)一些高能量密度的正極材料進(jìn)行包覆時(shí)，CVD包覆層可以有效防止電解液侵蝕。但設(shè)備昂貴且操作復(fù)雜。、

　　原子層沉積

　　它能形成原子級(jí)厚度的包覆層，可精確控制厚度，質(zhì)量高且均勻。但產(chǎn)率低、加工時(shí)間長(zhǎng)、前體成本高且工藝復(fù)雜。

　　二、工藝優(yōu)化

　　1、提高均勻性

　　為了獲得均勻的包覆層，可以采用改進(jìn)的噴霧干燥技術(shù)。在濕法工藝中的溶膠凝膠包覆中，通過(guò)對(duì)噴霧干燥設(shè)備的參數(shù)優(yōu)化，可以使包覆液在正極顆粒上均勻分布并形成均勻的包覆層。

　　2、提升包覆層穩(wěn)定性

　　在工藝優(yōu)化中，應(yīng)考慮包覆層與正極材料之間的化學(xué)鍵合。通過(guò)表面改性，使正極材料表面具有特定的官能團(tuán)與包覆層材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，增強(qiáng)二者之間的結(jié)合力，在充放電循環(huán)過(guò)程中保持包覆層的穩(wěn)定性。

　　3、降低成本與提高產(chǎn)率

　　對(duì)于昂貴的工藝，可以探索新的反應(yīng)體系以降低前體材料的成本。同時(shí)，在大規(guī)模生產(chǎn)中，優(yōu)化設(shè)備布局和生產(chǎn)流程可以提高產(chǎn)率，采用連續(xù)化的生產(chǎn)工藝代替間歇式生產(chǎn)，從而提高整體的生產(chǎn)效率并降低成本。

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高性能正極材料包覆方法與工藝優(yōu)化

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