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摘 要:本文選取四氧化三鈷、碳酸鋰作為原料,通過固相合成法生成鈷酸鋰,探究不同預燒溫度下正極材料物化性能及其電性能。將原料分別在780 ℃、850 ℃ 、920 ℃溫度下預燒,并在920 ℃進行二燒。其中,780 ℃預燒后產物較為松散,無需粉碎可直接進行二燒,通過減少粉碎工序、降低反應溫度可使每噸產品減少700 Kwh左右的電耗。
LiCoO2材料雖然具有價格昂貴、存在安全隱患等不足之處,但由于其具有較高的比容量、合成工藝簡單等優(yōu)點依然是鋰離子電池重要的正極活性材料?,F(xiàn)階段,我國所生產的鈷酸鋰正極材料使用的工藝是二次高溫固相燒結工藝,燒結溫度控制在900 ℃左右,通過高溫一次燒結后的產物具有較大的硬度,需通過粉碎處理方可開展二次燒結[1]?;诖?,本文從鈷酸鋰燒結溫度入手,分析不同預燒溫度狀態(tài)下對鈷酸鋰性能的影響,以期為類似研究提供一定的參考。
1 試驗原料本研究運用的四氧化三鈷及碳酸鋰原料均為商業(yè)化的產品,四氧化三鈷、碳酸鋰的分析檢測結果見表2 方法2.1 試驗設備與工藝流程本次試驗使用的設備均為工業(yè)生產設備,包含AF05氣流分級機、24 m推板窯、2 m3混料機、氣流破碎機等。常見鈷酸鋰生產的工藝流程。在 850 ℃以及 920 ℃條件下,預燒料由于具有較大的硬度,且溫度越高,其硬度越大,因此在二次燒結前必須經粉碎處理。而在780 ℃條件下進行預燒后獲得的預燒料較為松散,可直接進行二燒,工藝流程中省去了相應的粉碎過程。如果在這種情況下得到的產品性能能夠得到滿足,會簡化工藝流程、降低能耗,提高生產效率。
2.2 檢測方法材料粒度運用HORIBA LA-300型激光粒度分析儀完成測試,材料各元素含量通過PE Optima7200ICP 分析儀進行測試。電性能在CT3008W-5V 3A電池測試儀上進行。材料評測采用鋁殼053048電池,其正極片制作過程:將鈷酸鋰(LCO)、導電劑(SP)及膠聚偏氟乙烯(PVDF)按照LCO:SP:PVDF=94:3:3的比例與NMP進行攪拌混合,混合好的漿料涂在鋁箔上,烘干,碾壓、裁片。負極利用 818 天然石墨,負極片制作過程如下:將石墨(G)、導電劑(SP)、增稠劑(CMC)、膠(SBR)按照G:SP:CMC:SBR=95:2.5:1:1.5的比例與去離子水進行攪拌混合,混合好的漿料涂在銅箔上,烘干,碾壓、裁片。將制備好的極片與隔膜一起做成電芯,烘烤,注液、化成,電解液采用新宙邦LBC-322-01?;山Y束后電池進行測容,容量基于1C下電流,充放電區(qū)間控制在2.75-4.2 V之間。