EM科特臺式掃描電鏡在動力高鎳正極材料的應(yīng)用

2022/01/19

自從進(jìn)入工業(yè)時代后，全球各國都深受環(huán)境污染的困擾，而高能源密度的化石能源，雖然給我們帶來了工業(yè)上的進(jìn)步，但同時也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。魚與熊掌不可兼得，但是隨著生態(tài)環(huán)境越變越脆弱，能源轉(zhuǎn)型也迫在眉睫。隨著近幾年鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展，在新能源、新材料以及新能源汽車等領(lǐng)域應(yīng)用日漸廣闊。

 

目前新能源產(chǎn)業(yè)存在著幾個重要問題，其中最有爭議的還要數(shù)汽車及電動車的續(xù)航里程。那么續(xù)航里程與什么相關(guān)呢？汽車及電動車上的電池包所攜帶的能量單位一般為kWh，電池包的能量越高，續(xù)航里程越長。使用傳統(tǒng)三元材料組成的電池包一般可以攜帶40-60kWh的電量，續(xù)航能力在300-600 km之間。如果需要增加續(xù)航里程有兩種途徑，一是增加電池數(shù)量，二是提高能量密度。但對于汽車及電動車來講，車身內(nèi)部可使用的空間十分有限，那么就只能提高電池的能量密度從而提高電池的續(xù)航能力。為了解決能量密度問題，高鎳正極材料應(yīng)運而生。

方形動力電池

高鎳材料和普通三元材料的區(qū)別在于材料中鎳的比例提高，而鈷的比例降低，甚至可將比例降到0，目前已經(jīng)在諸多產(chǎn)品上進(jìn)行了小規(guī)模的實驗。高鎳正極材料目前主要有兩種，分別是多晶高鎳材料和單晶高鎳材料。使用EM科特臺式掃描電鏡可輕松觀測到高鎳正極材料表征，對后續(xù)研究試驗提供幫助。

 

多晶材料容易燒結(jié)，顆粒較大，D50在10微米左右，一般壓實密度3.3g/cm3左右。顆粒形貌和尺寸如圖2所示。

圖2.多晶高鎳正極材料

單晶材料生產(chǎn)工藝復(fù)雜，顆粒較小，D50在4微米左右，克比容量一般比多晶材料低，但是其壓實密度一般在3.5g/cm3左右，顆粒形貌和尺寸如圖3所示。

圖3.單晶高鎳正極材料

一些企業(yè)會將多晶和單晶材料進(jìn)行混合使用，結(jié)合兩種材料的優(yōu)點，在保證容量的同時，又能提高壓實密度。相信在不遠(yuǎn)的將來，使用高鎳正極材料的動力電池將會被推向更多的市場，解