一、正極材料為什么要燒結(jié)
燒結(jié)是指將粉末狀的晶體材料經(jīng)過(guò)一定溫度下的加熱，并施加一定的壓力或者流動(dòng)氣體使其致密化、結(jié)晶的過(guò)程。對(duì)于正極材料來(lái)說(shuō)，燒結(jié)技術(shù)可以有效提高其結(jié)晶度、密度和晶粒大小，進(jìn)而影響其電池性能。同時(shí)，將正極材料燒結(jié)后，還可以通過(guò)控制燒結(jié)參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)其顆粒大小、分布和電化學(xué)性能等，從而實(shí)現(xiàn)電池性能的再次改進(jìn)。
二、正極材料的燒結(jié)工藝步驟介紹
正極材料的燒結(jié)工藝主要包括以下步驟：
1、預(yù)處理階段：首先對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理，包括粉碎、篩分和干燥等步驟。這些步驟的目的是確保原料的粒度均勻，并且純度較高。此外，還要對(duì)原料進(jìn)行化學(xué)分析，以確保其化學(xué)組成符合要求。
2、混合階段：將預(yù)處理后的原料進(jìn)行混合，通常采用干法混合或濕法混合。高鎳三元正極材料要求混合更加均勻，對(duì)于濕度的控制更為嚴(yán)格。
3、裝缽階段：為了防止材料在燒結(jié)過(guò)程中的自發(fā)團(tuán)聚，每缽裝料不能過(guò)多，裝料量?jī)H為普通三元材料的1/6。
4、煅燒階段：煅燒工藝是正極材料中最為核心的工藝，通常需要經(jīng)過(guò)預(yù)燒和多次燒結(jié)。一般來(lái)說(shuō)，鎳含量越高，燒結(jié)溫度越低。高鎳三元材料實(shí)際燒結(jié)溫度在750~800℃之間，燒結(jié)過(guò)程中需要使用純氧輔助，富氧條件下反復(fù)多次燒結(jié)，煅燒時(shí)間普遍較長(zhǎng)，一般為20~25h，因此其成本遠(yuǎn)高于普通三元材料。
5、粉碎、分級(jí)和除雜、包裝階段：煅燒后的正極材料需要進(jìn)行粉碎、分級(jí)和除雜等處理，以滿足電池制造的要求。
總的來(lái)說(shuō)，正極材料的燒結(jié)工藝是制備高性能鋰離子電池的關(guān)鍵步驟之一，其工藝參數(shù)的選擇和控制對(duì)正極材料的性能和電池的性能具有重要影響。
三、燒結(jié)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)和影響因素
正極材料的燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、燒結(jié)壓力、燒結(jié)氣氛等關(guān)鍵參數(shù)都會(huì)影響其電池性能。舉例來(lái)說(shuō)，過(guò)高的燒結(jié)溫度和時(shí)間會(huì)導(dǎo)致正極材料表面燒結(jié)過(guò)度或發(fā)生顆粒變形，影響其顆粒和晶格結(jié)構(gòu)，從而損害電池性能。而在燒結(jié)氣氛方面，如果氧氣含量過(guò)高，則會(huì)氧化正極材料中的鈷離子，造成材料性能的下降。
