リチウムイオン電池の三元陽極材料の製造方法は何ですか？

リチウムイオン電池材料の工業化・量産シリーズについて、主にアノード材料の関連合成法と技術的手段を紹介します。他の3つの主要な材料と比較して、アノード材料の工業生産ステップは他のものよりも多く、合成方法は比較的複雑です。温度、環境、不純物含有量の制御も厳しいです。主なアノード材料は、輝コバルト鉱、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元材料などです。電池の正極材料の現在の高エネルギー密度は、三元材料の比率が異なるため、この記事では三元材料から始めて紹介します。材料の工業生産方法。

三元材料の起源：

三元材料は、LiCoO2、LiNiO2などのドーピングなどの1990年代の最初のドーピング研究、および1990年代後半にLiNiO2にCoをドーピングしてLiNi1-xCoxO2シリーズのカソード材料を形成する研究と見なすことができます。研究者は、LiNi1-xCoxO2へのMg、Al、Mnのドーピングに関する研究を行っています。フランスのSaft-LiNi1-x-yCoxAlyO2とLiNi1-x-yCoxMgyO2ですが、初期のLi（Ni、Co、MN）O2は反応メカニズムを明らかにせず、適切な調製方法を採用していました。 21世紀初頭、日本とカナダのOhzukuは、水酸化物沈殿によって調製された一連のLi（Ni、Co、Mn）O2化合物を利用していました。その中で、ニッケルは主要な電気化学的に活性な元素であり、マンガンは材料の構造的安定性と熱的安定性を保証します。コバルトは、電気化学的分極を低減し、材料の速度特性を改善する上でかけがえのない役割を果たします。三元材料は、高い比容量、優れたサイクル性能、安定した構造、信頼性の高い安全性、および適度なコストを備えています。研究室の基礎研究では、材料の明らかな欠点は見つかりませんでした。

また、正極材料の開発ロードマップから、三元材料の開発がパワーバッテリー全体のエネルギー密度の向上に重要な役割を果たしていることがわかります。

三元材料の合成方法：

まず、さまざまな材料の熱安定性を示します。図から、ニッケル含有量が増えると、正極材料全体の熱安定性が低下し、性能と安全性のバランスポイントを見つける必要があり、やみくもに改善しないことがわかります。エネルギー密度を使用して安全でない材料を塗布します。

前の図は、3成分材料と中間制御点のプロセスフローを示しています。もちろん、優れた三元材料の前駆体も非常に重要です。前駆体の合成プロセスを以下に簡単に紹介します。

まず、化学量論比に従って一定濃度の金属イオン混合溶液を配置します。沈殿剤および錯化剤として使用される一定濃度のアンモニア-アルカリ混合溶液、および反応容器は、反応を実行するために窒素ガスに連続的にさらされる。溶液のpH値を調整することによって生成される複合沈殿物。ろ過、洗浄、真空乾燥後に直接得られた前駆体。これには、沈殿剤の選択、錯化剤の使用、供給モードの選択、反応雰囲気の制御などが含まれます。

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