文/香冷

编辑/香冷

与其他可充电电池（如铅酸或镍氢电池）相比，锂离子电池 （LIB） 具有高能量、功率密度和更长的循环寿命，因此广泛用于便携式电子产品和电动汽车 （EV） 应用。

纯锰镍（LNO）是锂离子电池中正极材料的有希望的候选者，因为它不含共氧化物，并且具有274mAhg的高理论容量。正极材料的电化学性质可以在前体共沉淀过程中通过应用诸如掺杂不同元素等程序来改变以及通过二次颗粒内具有过渡金属浓度梯度的前体的共沉淀。

关键LNO特性在前驱体Ni（OH）共沉淀期间锂化之前定制，除了其化学成分外，还包括分流密度（孔隙率）、粒径和二次粒径分布。活性颗粒的这些形态特征通常在Ni（OH）的合成过程中确定。

制造LNO有几种可能性，例如共沉淀，溶胶-凝胶合成和高温下的固态反应。共沉淀是工业上相关的方法，本文对此进行了研究，在共沉淀过程中，几个参数同时存在，影响粒径生长和颗粒形态。降水参数的优化可能具有挑战性且耗时，因为某些参数可能会影响另一个参数。

例如，改变pH值可能会改变氨的浓度，从而影响过渡金属氨络合物的浓度，此外，搅拌速率的变化可能会改变反应器的有效体积，从而影响过程的停留时间。因此，优化的共沉淀条件可以被视为适用于特定反应器配置的几个参数的折衷方案。

本文研究了反应条件对氢氧化镍正极前驱体材料共沉淀的影响。在一系列共沉淀实验中，研究了反应物浓度、氨浓度、停留时间和搅拌速率等过程变量的影响。

镍（OH）共沉淀

球形镍（OH）根据参考文献，在惰性气体（氮气）气氛中使用碱金属氢氧化物（NaOH）共沉淀合成前体。惰性气体用于防止前体氧化。沉淀在反应器容积为3L的连续流搅拌釜式反应器（CSTR）中进行，温度为40、50或60°C，剧烈搅拌。

使用不同的搅拌速率。共沉淀过程中的关键参数包括温度、pH、搅拌速率、停留时间以及氢氧化物、氨和金属溶液浓度。