与其它系列的电池相比,锂电池具有能量密度高、循环性能好和无记忆效应等优点,其作为一种重要的储能器件,已经广泛应用于便携式电子设备、电动工具及电动交通工具等领域。俗话说,金无足赤,人无完人,任何事物都不可能十全十美,任何一个人都不可能没有一个缺点。同样,三元正极材料也有不足的地方,科学家采用含钨硼元素的物质包覆三元正极材料,提高锂电池的安全性能和循环稳定性。那含钨硼锂电池正极材料的制备方法以下几个步骤?
1)将含500~7000ppm钨元素的钨源(偏钨酸铵)溶解于水,以喷雾的方式喷洒到三元前驱体与锂源(氢氧化锂或碳酸锂)的混合原料中,搅拌一段时间,加热(温度为50~100℃)0.5~3h,蒸干得到干燥物料;
2)将上述干燥物料装入匣钵中焙烧(温度为750~900℃)8~15h 得到钨掺杂的三元正极材料;
3)将含量为300~7000ppm的金属硼化镁加入到上述钨掺杂的三元正极材料中搅拌均匀,于一定温度(500~900℃)烧结3~10h得到钨掺杂硼化物包覆的锂电池正极材料。
其中,三元材料的钨掺杂能够有效抑制晶粒的生长,加快锂离子的传输速率,而硼化镁不但能提高材料的稳定性及安全性,而且在内核和包覆层的分界面,镁离子和钨离子相互作用,能够更好的实现Li+的嵌入与脱出。研究者表示,钨元素可以掺杂的三元正极材料为NCM523、NCM622、NCM811中的任何一种。