隨著國(guó)內(nèi)部分相關(guān)的企業(yè)對(duì)高鎳原材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的推動(dòng),也將推動(dòng)鋰鹽供應(yīng)商擴(kuò)充氫氧化鋰產(chǎn)量。三元鋰電池原材料前驅(qū)體的煅燒通常采用碳酸鋰或氫氧化鋰作為原料。
但針對(duì)高鎳三元材料而言,要求燒結(jié)時(shí)溫度不可以超過800℃,采用碳酸鋰作原料,過低的燒結(jié)溫度會(huì)造成分解不徹底,造成堿性過強(qiáng),對(duì)濕度的敏感度增強(qiáng),影響電池性能。
所以高鎳三元材料一定要使用氫氧化鋰作原料:氫氧化鋰的溶點(diǎn)比碳酸鋰更低,且初次放電容量達(dá)到172mAh/g,另外還有更好的振實(shí)密度,有更大倍率的充放電性能。
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1、高鎳三元材料要求燒結(jié)溫度不能過高,要不然影響倍率性能
制備高鎳三元材料要求燒結(jié)溫度適度,燒結(jié)溫度升高原材料結(jié)晶度將提高,晶粒增大、比表面積變小,不益于充放電過程中鋰離子的脫嵌。另外,燒結(jié)溫度過高也將造成鋰鎳混排現(xiàn)象,無法煅燒出所要求計(jì)量比的高鎳層狀原材料,進(jìn)而造成鋰離子的擴(kuò)散能力下降、比容量下降。另外若溫度過高,Ni3+還會(huì)重新轉(zhuǎn)變?yōu)镹i2+,而Ni2+的增加也將損害循環(huán)性能。
2、氫氧化鋰相比碳酸鋰的溶點(diǎn)顯著更低,可降低原材料燒結(jié)溫度、優(yōu)化電化學(xué)性能
碳酸鋰的溶點(diǎn)為720℃,而單水氫氧化鋰的溶點(diǎn)僅為471℃,在燒結(jié)過程中熔融的氫氧化鋰可與三元前驅(qū)體更均勻、充分的混合,進(jìn)而減少表面鋰殘留提高原材料的放電比容量。采用氫氧化鋰和較低的燒結(jié)溫度還可減少陽離子混排,提高循環(huán)可靠性。相比之下,碳酸鋰的燒結(jié)溫度往往需達(dá)到900℃以上才能得到性能穩(wěn)定的原材料,無法作為高鎳三元材料的鋰源。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來說,目前高質(zhì)量氫氧化鋰供應(yīng)商在目前看來,排產(chǎn)及項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度并不能滿足下游的氫氧化鋰需求增量。2021年起世界上成熟高質(zhì)量氫氧化鋰一線產(chǎn)量將現(xiàn)供給缺口,或催化氫氧化鋰價(jià)格率先迎來上漲。
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