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锂电池三元正极材料
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锂离子电池循环寿命影响因素分析
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随着科技的发展和技术的成熟，的应用越来越广泛。锂离子电池具有单体电压高、相对质量轻、对环境友好等优点，但是经过多个周期充放电循环后会出现电池容量等性能下降的现象。相同条件下电池容量衰减的越快，电池品质就相对较差。锂离子电池的循环性能是衡量其质量的重要指标，许多关于锂离子电池的标准都有循环寿命这一项目。
锂离子电池充放电循环过程是一个复杂的物理化学反应过程，其循环寿命影响因素是多方面的。一方面与电池本身的特性相关，例如设计、制造工艺和材料性能退化等；另一方面与使用过程中电池受外界的影响有关，例如使用环境和充放电制度等。下面就对影响锂离子电池循环寿命的因素进行分析。
1 锂离子电池结构及原理简介
锂离子电池主要由正负极材料、电解液、隔膜、集流体和电池外壳组成，正负极材料由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时，锂离子从正极上脱嵌下来通过电解液经隔膜嵌入负极，放电时则相反。在锂离子电池首次充放电过程中，负极和电解液的相界面上能够形成一层钝化膜。它在电极与电解液之间起到隔膜作用，是电子绝缘体却是锂离子的优良导体，锂离子可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出，具有固体电解质的特性，因此这层钝化膜被称为&固体电解质界面膜&(solid electrolyte interface)，简称SEI 膜[1]。锂离子电池充放电电极反应[2]为：
2 设计和制造工艺的影响
在电池设计过程中，材料的选择是最重要的因素。不同的材料性能特性不同，所研发的电池性能也有差距。正负极材料匹配的循环性能好，电池的循环寿命才会长。在配料方面，要注意正、负材料的添加量。一般来说，设计装配过程中一般要求负极容量相对正极过量一些，如果不过量，在充电过程中负极会析出锂，形成锂枝晶从而影响安全性。负极相对正极过量太多，正极可能过度脱锂，造成结构坍塌。
电解液在电池可逆容量的影响上也是十分重要的因素。电极材料脱、嵌锂离子的过程始终是与电解液相互作用的过程，这种相互作用对电极材料的界面状况和内部结构的变化有重要影响[3]。在与正负极材料相互作用的过程中电解液会损耗，另外在电池化成形成SEI 膜和预充电时，也会消耗部分电解液，因此电解液的种类和注液量也影响着电池寿命。
锂离子电池的制造工艺流程主要包括：正负极配料、涂布、制片、卷绕、入壳、注液、封口、化成等。在电池生产过程中，对每一步的流程都要求非常严格。任何一个流程没有控制好都有可能影响电池循环性能。
在正负极配料过程中，应注意粘结剂的添加量、搅拌速度、浆料的浓度、温湿度，并保证物料能够分散均匀。
在涂布过程中，在保证电池高比能量前提下，合理控制正(负)极涂覆量，适当减小电极厚度有利于降低电池衰减速率[4]。涂布后的极片还要用辊压机进一步压实，合适的正极压实密度可以增大电池的放电容量，减小内阻，减小极化损失，延长电池的循环寿命。
卷绕时，卷成的电芯应紧密、不松散[5]。隔膜和正负极卷得越紧，内阻越小，但卷得过紧时会造成极片与隔膜湿润困难，致使放电容量变小；卷得太松会使极片在充放过程中发生过度膨胀，增大了内阻，降低了容量，缩短了循环寿命。
3 电池材料老化衰退的影响
锂离子电池充放电循环的过程即为锂离子通过电解液在正负极材料之间来回脱嵌、移动的过程。在锂离子电池循环过程中，除在正负极发生氧化还原反应外，还存在大量副反应。如果能将锂离子电池的副反应降至低水平，使锂离子通过电解液始终能顺畅地往返于正负极材料之间，就能使锂离子电池的循环寿命得以增加。
锂离子从正极移动到负极必然经过覆盖在碳负极上的SEI 膜，SEI 膜的好坏直接影响电池的循环寿命。国外学者对电池材料老化衰退的研究比较早，特别是对SEI 膜的研究比较深入。主要的研究方法是通过电池寿命实验数据并结合电化学表征手段来分析电池材料的稳定性和衰退机制[6]。
SEI 膜的稳定性对电池的稳定性有重要影响。SEI 膜不稳定容易析出锂金属，会导致负极活性材料快速衰退，形成稳定SEI 膜的锂电池可以在高温条件下储存超过4 年[7]。D. Aurbach等[8]拆解循环后的钴酸锂电池，通过SEM、XRD 等实验对正负极片进行分析，将容量衰退主要归因于负极SEI 膜持续消耗Li+ 以及正极LiCoO2和HF 形成的LiF 界面膜等不可逆的副反应。P.Ramadass 等[9]通过描述充放电循环过程中负极SEI 膜持续增长引起的锂离子损失的过程，建立了容量衰退模型。S.Sankarasubramanian 等[10]建立了包含溶剂的扩散和SEI膜的增长机制的容量衰退模型，并得出容量衰退与SEI 膜厚度以及电池老化时间呈线性关系。
黄海江[11]对进行了200 次充放电循环的铝塑膜锂离子电池进行了研究，结果表明：电池放电容量逐渐降低、内阻和厚度逐渐增大。对不同循环次数的电池拆解后用实验观察显示：200 次循环后正极表面出现很多裂纹，平均粒度下降；负极显示SEI 膜变厚，并在循环末期有锂和锂化合物的沉淀。锂离子的脱出与嵌入会引起会产生晶格内应力，在这种内应力疲劳作用下，LiCoO2形成裂纹最终颗粒尺寸下降。
J. Vetter 等[12]对电池内部材料随充放电循环的老化机理进行了深入分析，综述了电极材料晶体结构的稳定性、活性材料与电解液的界面副反应和粘结剂性能下降等因素都会对电池容量和功率性能产生影响，并对正负极老化的原因及影响进行了总结。对于负极材料，除由于SEI 膜的生成、生长使阳极组分间的接触变差导致阻抗的升高的因素外，主要因素有：溶剂嵌入C 极产生气体导致C 颗粒破裂、循环中体积的变化引起的活性物质颗粒间接触变差、析出的锂金属与电解液反应加速老化等。对于正极材料老化衰退的原因和影响如图1 所示。
图1 正极材料老化的原因和影响
常见的电解液的组成成分为溶剂（常用的为烷基碳酸酯类，如EC、DEC、DMC 等）、锂盐（常用的是LiPF6、LiBF4等）和各种添加剂[13]。正负极材料脱、嵌锂离子的过程始终与电解液相互作用，复杂的氧化还原反应会因为这种作用在界面上发生，甚至会产生气体或固体产物从而使电解液发生损耗。气体会增加电池的内部压力导致电池变形，固体产物会在电极表面形成钝化膜从而引起电池极化增大而降低电池的输出电压。这些因素都会对电池容量和安全产生不良的影响，最终影响电池的循环寿命[14]。添加添加剂能有效改善锂离子蓄电池的循环性能，例如在EC/DEC 溶剂体系中加入微量添加剂苯甲醚[15]。
正负极集流体的性质也会影响电池的容量和循环寿命。锂离子电池正、负极常用的集流体材料分别为铝和铜，二者都是易腐蚀的金属材料。集流体被腐蚀后形成钝化膜、粘附性差、局部腐蚀（点蚀）和全面腐蚀都会使电池内阻增加，导致容量损失和放电效率降低。可通过酸- 碱浸蚀、导电包覆等预处理方法增强其粘附性和耐腐蚀性[16]。
4 电池使用环境的影响
锂离子电池的使用环境对其循环寿命影响也是非常重要的。其中，环境温度是十分重要的因素。环境温度过低或过高都会影响锂电池的循环寿命。
陈继涛等[17]研究了C/LiCoO2系锂离子电池在－20 ℃条件下的充放电性能。结果显示：电池的放电性能在低温下变差，0.2 C 放电容量仅为常温容量的77%，1 C 放电容量仅为0.2 C 放电容量的4%。低温下恒压充电时间增加，充电性能也明显恶化。
锂离子电池在低温下放电容量减少的主要原因包括：电解液电导率变差、隔膜的润湿和/ 或透过性变差、锂离子的迁移速度变慢、电极/ 电解液界面上电荷转移速率减缓等[18]。另外，SEI 膜的阻抗在低温下会增大，使锂离子通过电极/ 电解液界面的速度变慢。其中SEI 膜的阻抗增加的原因是：锂离子在低温下从负极脱出较为容易，嵌入较为困难。充电时金属锂会出现并与电解液发生反应，形成新的SEI 膜覆盖在原来的SEI 膜上，使电池的阻抗增大从而导致电池的容量下降[19]。
李连兴等[20]对同批锂电池分别在60 ℃和常温下进行300次充放电循环实验。初始阶段，60 ℃条件下电池表现出较高的放电容量。但随着循环的进行，电池容量衰减加快，循环稳定性降低，后期甚至有电池发生鼓胀现象。高温下锂离子电池的充放电循环是不稳定，高温导致电池的电极电化学极化加剧和气体的产生，造成鼓胀现象，同时电荷传输电阻增加，离子传输动力学性能降低。
目前锂离子电池大多用LiPF6作为电解液，由于电解液的不纯或微量水催化分解导电盐，电解液中含有一定酸性物质HF[21]。HF 会与SEI 膜中的主要成分ROLi、ROCO2Li 等发生反应，生成LiF 沉积在负极表面。含有LiF 的SEI 膜会阻碍锂离子的迁移。同时，产生的高阻抗物质会使石墨颗粒之间绝缘隔离。随着高温充放电的进行，负极性能会逐渐恶化最终导致电池失效[18]。
使用锂离子电池的设备在运输或正常工作的情况下，有可能会经受振动、冲击、碰撞等条件的考验。某些锂电池在与系统通信时进行充放电并根据一定频率接收数据信息。设备振动时的频率有可能对电池频率产生干扰，从而引起芯片数据出错或引发保护电路动作[22]。强振动或冲击下，锂离子电池的极耳、外部的连线、接线柱、焊点等可能会折断或脱落，电池极片上的活性物质也可能剥落[23]，这都会影响电池的寿命甚至产生危险的情况。
5 循环过程中充放电制度的影响
锂离子电池的使用过程即充放电循环的过程，充放电电流的大小、充放电截止电压的选择及采用何种充放电方式等充放电制度对锂离子电池的循环寿命也有很重要的影响。凡盲目增大电池的工作电流、增加充电截止电压、降低放电截止电压等都会使电池性能下降。
不同电化学体系的锂离子电池的充放电截止电压不同。在锂离子电池充电过程中凡超过充电截止电压就认为发生了过充电。K.Maher 等[24]将LiCoO2电池的充电截止电压依次从4.2V设置到4.9V，并对实验后的电极材料进行了X 射线衍射和Raman 光谱实验，表明石墨负极和钴酸锂正极均发生了结构改变，通过测试不同截止电压充电后的电极不同SOC 的熵变曲线，也同样发现电极材料发生了结构改变。锂离子电池过充时，从正极上脱出的过量的锂离子会沉积或嵌入到负极上，沉积的活性锂易与溶剂反应，放出热量使电池温度升高。正极受热分解放出氧气使电解液易分解并产生大量的热[25]。当锂电池的放电电压低于放电截止电压时，就形成了过放电。在过放电的过程中，锂离子从负极上会过度脱出，下次充电时再嵌入会比较困难。余钟宝等[26]对以MCMB 为负极、LiCoO2为正极的电池过放电到0 V 时，铜箔集流体遭到比较严重腐蚀，负极SEI 膜遭破坏，再次形成的SEI 膜性能较差，使负极阻抗增大、极化增强。电池在过放电以后的循环过程中放电容量、充放电效率大为降低。
李艳等[27]对18650 型锂离子蓄电池在不同倍率下的放电进行了研究。结果表明电池容量衰减随着充放电倍率的提高几乎成比例的增长。高倍率循环的LiCoO2/ 石墨系锂离子蓄电池容量衰减严重。通过分析得出：容量严重衰减的基本原因是正极材料结构的改变和负极表面膜增厚导致Li+ 数量的减少及扩散通道阻塞。在大电流放电情况下，需要离子快速的嵌入、脱出正负极，反应速度很快。唐致远等[28]通过实验分析认为：由于电池在大电流放电时需要在较短的时间内放出很大的容量，电极反应迅速剧烈，某些锂离子来不及脱嵌或穿越负极材料放电过程就已经结束了。另外，电池极耳可能会在大电流条件下熔断，设备元件也可能会被损坏。
通过分析可知，无论在设计制造还是使用过程中，影响锂离子电池循环寿命的因素是多方面的。锂离子电池的应用越来越广泛，对锂电池的需求在数量和质量上都提出更高的要求。循环寿命直接影响锂离子电池的使用时间和品质，因此生产者对其影响因素的研究是十分必要的。只有在研发和生产过程中将影响循环寿命的各个因素都把握好，企业才能在激烈的市场竞争中占据主动地位。消费者在使用过程中应注意锂离子电池的特性，根据说明书的提示正确使用电池。什么是三元锂电池？三元材料？也许你以前不懂，但是看完本篇，你就会变成行家 三元材_沪镍(fshfeni)股吧_东方财富网股吧
什么是三元锂电池？三元材料？也许你以前不懂，但是看完本篇，你就会变成行家 三元材
什么是三元锂电池？三元材料？也许你以前不懂，但是看完本篇，你就会变成行家三元材料作为正极材料的动力锂电池近年来凭借其容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点，逐渐在动力电池行业中占据愈发重要的地位。在新能源汽车中，三元锂电池的占有率超过了磷酸铁锂电池成为一大亮点，包括吉利、奇瑞、长安、众泰、中华等大部分国内主流车企都纷纷推出采用三元动力电池的新能源车型。例如北汽EV系列、奇瑞eQ、艾瑞泽3EV、江淮iEV4、众泰云100、包括吉利帝豪EV等。那么究竟三元材料电池愈发强势的原因是什么呢？锂离子电池的性能主要取决于其正极材料，而且锂离子电池也通常以正极材料来命名。市场上所说的三元材料电池大多是指以镍钴锰为正极材料的锂离子电池。人们发现，镍钴锰三元正极材料中镍钴锰比例可在一定范围内调整，并且其性能随着镍钴锰的比例的不同而变化。因此，出于进一步降低钴镍等高成本过渡金属的含量，以及进一步提高正极材料的性能的目的，世界各国在镍钴锰三元材料的研究和开发方面做了大量的工作，提出了多个具有不同镍钴锰比例组成的三元材料体系，包括333，523，811 体系等。一些体系已经成功地实现了工业化生产和应用。接下来笔者带你走进三元深处。一、镍钴锰三元正极材料结构特征镍钴锰三元材料通常可以表示为：LiNixCoyMnzO2 ，其中x+y+z=1。依据3种元素的摩尔比（x∶y∶z 比值）的不同，分别将其称为不同的体系，如组成中镍钴锰摩尔比（x∶y∶z）为1∶1∶1 的三元材料，简称为333型；摩尔比为5∶2∶3的体系，称之为523体系等。333型、523型和811型等三元材料均属于六方晶系的-NaFeO2型层状岩盐结构。镍钴锰三元材料中，3种元素的的主要价态分别是+2价、+3价和+4价，Ni为主要活性元素。一般来说，活性金属成分含量越高，材料容量就越大，但当Ni的含量过高时，会引起Ni2+占据Li+位置，加剧了阳离子混排，从而导致容量降低。Co也是活性金属，但能起到抑制阳离子混排的作用，从而稳定材料层状结构；Mn则不参与电化学反应，可提供安全性和稳定性，同时降低成本。二、不同体系镍钴锰三元锂离子电池的特点当前市场上存在许多镍钴锰三元体系电池，例如523，111，811体系等等，作为车载动力电池，市场对其能量密度提出了越来越严苛的要求。但鱼和熊掌不可兼得，若想获得高能量密度且安全稳定的动力电池，必须增加Ni及Co在三元材料中的比重。伴随而来的，是由Ni的活泼特性带来的安全隐患及Co资源缺乏带来的成本增加。针对各体系的镍钴锰三元电池，在这里也做下简单的介绍。（1）523型三元材料是目前用量最大的三元材料，因为它具有较高的比容量和热稳定性，且工艺的成熟性和稳定性不断提升，国内市场占有率迅速扩大。523 型三元材料追求高体积、高比容量（压实密度大）， 其次是循环性能、倍率性能、 热稳定性和自放电等之间的平衡，作为动力电池，可以极大地提高电动工具的续航能力。（2）111型三元材料则兼具能量、倍率、循环性和安全性能优势，但是，111型材料的首次充放电效率低、锂层中阳离子的混排，影响材料的稳定性，且放电电压平台较低。目前，提高LiNi1/3Co1/3Mn1/302材料的振实密度、高低温和高电压下的循环稳定性以及倍率性能成为目前该材料研究的热点。111 型三元材料制备的动力电池比容量高，循环性、倍率性、低温放电、荷电保持能力等以及安全性能方面均能满足EV（电动汽车）及HEV（混合动力汽车）对动力电池的要求。（3）811型这种材料因为Ni含量高、Co含量低，而具备高容量、低价格等优势，但同时也更难做到像111体系一样的稳定性。因为Ni含量过高，其制造成本也会增加，这种Ni系材料对制作电池的环境要求也比较高，811制作电池需要高电压的电解液的配合。因此，811系材料的制造加工工艺是当前研究重点。目前，811这种高Ni系材料，日本、韩国做的较好，如日本的住友等企业。国内做的厂家不少，如邦普，大华之类，大部分只是在试验阶段，量产的规模尚未成型。（4）622型三元材料中Ni含量越高比容量越高，Ni含量达到60%以上时，材料的重要性逐渐显现。622型镍钴锰三元锂电池比容量高于523型，克容量能达到160毫安时以上，甚至在高电压的情况下能达到180毫安时，且加工性能良好。622类材料的开发是当前产业开发的重点，也十分适用于高能量密度的EV电池上。三、三元锂电池的现状与发展日，工信部对三元电池的“暂停补贴”政策虽是对三元锂电池厂商的当头一棒，但同时也对这个市场进行了一定的约束。2016年6月开始逐渐解禁回到政策补贴的目录当中，之后随着又一系列新能源汽车补贴政策的出台，三元电池也或将随之迎来爆发性增长。数据显示，2016年，三元材料产量增长50%左右。研究机构莫尼塔预期，2017年三元锂电产量同比增速为110%至120%。与此形成对比的是，去年四季度以来，投资磷酸铁锂动力电池的企业明显减少，这使其上游材料碳酸锂价格上涨困难。自去年4月以来，碳酸锂跌幅达到30%。今年1月，一些企业提高碳酸锂报价元，但市场并没有成交。2016年年底出台的新能源汽车新政明确将补贴额度与电池能量密度挂钩，能量密度越高补贴越多。而三元电池能量密度潜力更高，尤其是高镍三元电池，为此，许多企业改投三元锂电。目前，磷酸铁锂电池和三元电池市场占有率分别是70%与25%。“从2016年来看，动力电池产能过剩开始显现，率先改投三元锂电的企业有望受益新一轮的新能源汽车需求放量。”业内专家说。公开信息显示，、宁德时代、、中航锂电为代表的磷酸铁锂“大佬”将扩张三元锂电产能。相关人士透露，2017年将新增三元电池5-6GWh。而未来两年，宁德时代的磷酸铁锂和三元产能占比，将从现在的2：1逐渐趋向1：1。下属中航锂电（江苏）有限公司拟建设年产50亿瓦时的三元锂电池生产线。卓能股份旗下子公司广西卓能新能源科技有限公司拟在广西扩产50亿安时三元动力电池项目。在锂电池领域中，在能量密度、低温特性、功率特性以及高温储存性等方面都全面优于其他材料的三元材料，一定会成为锂电池正极材料的一股不可忽视的力量。另外走三元线路，对上游矿业也是一个利好，尤其是镍、钴、锰、锂矿。
最近钴炒的厉害 其实镍才是大头 有补贴的高密度电池取决于镍含量的大小
这玩意两年前就出来了，当时还不是跌得跟狗一样。 庄要炒作一样东西，首先得自家多货，像以前的蒜你狠，姜你军，和最近的姑姑，共同点都是囤货居奇， 而镍不一样，1，作为一个大宗期货，镍流动性充足，没人能囤货居奇；2，主要矿资源还在国外，国内炒作的话只能给菲律宾，印尼等出口国抬轿，谁会那么傻呢。 所以，妄想着暴涨的都是异想天开。 镍这几年都不知道弄死弄傻多少无知者，只是当下无知者又来了一批而已
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那你为什么长线做多？
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那你为什么长线做多？
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因为他是傻货
楼上拿着一两手多单 紧张得像个小屁孩 天天上来刷屏。 这智商先回去读读 幼儿园
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你可以去炒稀土
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三元材料：三元技术路线清晰，高镍渐露头角三元电池与其他锂电池的主要区别在于正极材料的使用。三元电池以三元材料为正极材料，相应的也需要负极、隔膜和电解液共同配合改进来适应新的材料体系，以达到最佳效果。目前业已形成从上游金属矿到下游新能源汽车、3C等领域应用的完整产业链。
2016年，三元材料出货量占正极材料出货量34%，产值达79.8亿元，即使受到客车上禁止配套三元电池政策的影响，其占比仍然有所上升。未来随着乘用车电动化的趋势不断深化，我们认为三元材料占比将进一步提升。
& & 根据三元渗透率以及相关行业情况，我们预计2017年国内三元动力电池需求在22GWh左右，2020年，达到82GWh，年复合增长率达56%，对应动力领域三元材料需求约为4.3万吨和16.4万吨，考虑到三元价格变动趋势，我们预计动力领域三元材料市场规模2017年达82亿元，2020年达228亿元；三元材料整体市场规模2017年接近150亿元，2020年超过320亿元。
& &&三元材料中镍元素含量的增加会增加材料容量，而综合性能受到镍钴锰三种元素的比例影响较大，未来在对电池能量密度需求不断提升的背景下，三元材料将向高镍化方向发展。但是同时考虑到镍含量增加会影响产品结构稳定性、热稳定性和循环性能，因此高镍化趋势更加考验企业对产品的把控能力。
&&镍酸锂与钴酸锂相比具有更高的特征比容量，钴酸锂在实际充放电过程中当锂离子脱嵌量高于50%时会形成不可逆的结构变化，但镍酸锂能可逆脱嵌出约70%的锂离子而不产生不可逆相变。可是由于Ni4+氧化性极强，导致电池的热稳定性和安全性变差，因此很难进行大规模商业化应用。考虑到钴酸锂和镍酸锂晶体结构的相近性，产生用部分钴来替代镍元素的趋势。
在镍钴锰酸锂结构中，主要的电化学活性元素是镍元素，Ni3+先被氧化。所以在相同的充放电电压范围内，镍含量越高，其首次比容量越高。而钴离子半径更小，随着钴含量的增加，阳离子有序度增加，层状结构更加稳定，循环稳定性能提高。
&&三元材料发展的一大阻力在于材料稳定性会随着镍元素含量的增加而降低。由于二价镍离子和锂离子半径接近，随着镍元素含量的提高，镍锂混排现象会更加严重，阻碍锂离子的嵌入，目前主要通过离子掺杂和表面包覆两种途径来逐步解决此类问题。离子掺杂过程是指为抑制离子混排现象，采用阳离子或阴离子掺杂来提高材料的结构稳定性、热稳定性和倍率性能。通常使用的掺杂元素有铝元素、镁元素和氟元素等。表面包覆是指通过对表面进行惰性涂层，阻止电解液与正极之间的反应以减少活性物质的损失，提高电化学性能。因此，更高镍含量的三元材料面临更高的技术门槛，对企业的把控能力要求也更为严格。
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【说明书】：
技术领域本实用新型涉及锂离子电池正极材料制备装置，具体地说是一种高镍锂离子电池正极材料专用烧结装置。背景技术高镍锂离子电池正极材料成品（LiNixM1-xO2，x≥0.5）中镍离子要为Ni3+形式，但原料中Ni2+难以氧化成Ni3+且Ni3+在＞600℃高温条件下容易自发被还原成Ni2+，而Li+(0.76?)与Ni2+(0.69?)半径非常接近，部分Ni占据晶体结构中Li位，形成微小的结构塌陷区，这种现象被称之为锂/镍混排，锂/镍混排影响材料表面的残碱量 (Li2CO3、LiHCO3和LiOH总含量)。因此，高镍锂离子电池正极材料需要采用高纯氧气气氛烧结（通常要求炉体O2浓度≥98%），尽量减少高镍正极材料中的Ni2+含量，从而减少原子混排，提高材料的电化学活性和循环稳定性。但是目前，一般箱式电阻炉都是一个通气口，一个排气口，入口口径较小，气流微弱，整个烧成过程中炉体呈正压状态，样品高温烧成过程中产生的气体只能靠浓度梯度进行扩散并随气流排出，因此制备的高镍锂离子电池正极材料样品锂/镍混排大，表面残碱量过高，材料性能较差。实用新型内容针对现有技术的技术问题，本实用新型提供了一种烧结效果好的高镍锂离子电池正极材料烧结装置。本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：一种高镍锂离子电池正极材料烧结装置，包括炉膛、与炉膛相连的抽风机，进气口设置在炉膛上，加热系统和烧结室设置于炉膛内。将需要烧结的高镍锂离子电池正极材料放入烧结室内，通过进气口向炉膛内持续通入纯度≥98%的高纯氧气，打开抽风机对炉膛抽气，通过控制所述抽风机叶轮转速或风机功率大小调节高镍锂离子电池正极材料烧结装置内部气流流速的大小，所述气流流速为0.4-50m3/h，排完炉膛的空气后，开启加热系统的加热开关，对烧结室的高镍锂离子电池正极材料按设定程序进行热处理，升温速率为1-20oC/min。流动的氧气在烧结室中高镍锂离子电池正极材料的表面产生负压，使得高镍锂离子正极材料烧结过程中产生的碳氧化物和水汽被顺利排出，且为烧结室的烧结过程提供高纯氧气，尽量减少高镍正极材料中的Ni2+含量，从而减少原子混排，提高材料的电化学活性和循环稳定性。优选地，所述的加热系统为1或2个，2个加热系统的布置使得炉膛温度更为均匀。优选地，所述的加热系统为加热棒，加热系统满足的正常样品烧结温度范围700-1200℃，如720℃、750℃、800℃、850℃、980℃、1050℃；升温或降温的速度为1-20oC/min，如3oC/min、8oC/min、13oC/min、20oC/min。优选地，所述的进气口设置在炉膛中加热系统的一侧，使得通过进气口进入炉膛的高纯氧气先经过加热系统进行预热，避免冷的氧气直接进入高温烧结室，影响高镍锂离子电池正极材料表面的温度均匀性。优选地，所述烧结装置还包括气体循环系统，使得通入的氧气可以循环使用，降低成本。优选地，所述气体循环系统包括气体转换阀门、与气体转换阀门相连的过滤装置，所述气体转换阀门的另一端与抽风机相连，所述过滤装置的另一端与进气口相连。优选地，所述的过滤系统采用的过滤方式为化学吸附、物理吸附、气体液化、精馏中的一种或者两种以上的方式。所述的化学吸附采用的化学物质为碱性溶液、碱石灰，碱性溶液吸附混合气体中的碳氧化物，碱石灰吸附混合气体中的水汽。所述物理吸附即通过大比表面积活性物质表面的活性位点对水汽和碳氧化物的物理吸附作用。所述气体液化、精馏、分离，为利用不同气体的液化温度不同，对混合气体逐步加压，逐级冷却至各组分气体的冷凝温度，优先分离出液化温度较低的气体。优选地，所述的气体转换阀门为三通，气体转换阀门的一端连接出气口；所述的烧结装置设置有压力检测设备，烧结过程中，当烧结装置内的压力大于等于设定的极限压力时，自动使得气体转换阀门连通出气口进行泄压；另外在加热前，气体转换阀门连通出气口将炉膛内的空气排出。极限压力设定为50Pa -1000Pa，如50Pa、80Pa、200Pa、269Pa、500Pa、780Pa、920Pa。优选地，所述气体循环系统还包括冷却装置，冷却装置的一端与抽风机相连，冷却装置的另一端与气体转换阀门相连。优选地，所述气体循环系统还包括储存罐，储存罐的一端与过滤装置相连，储存罐的另一端与进气口相连，起到储存缓冲的作用。优选地，所述冷却装置为循环水装置，使气体温度降至100℃以下，使得混合气体中的水汽液化，达到初步除去混合气体中的水汽的作用，余下的水汽最终被过滤装置除去。本实用新型的有益效果是：高镍锂离子电池正极材料烧结装置结构简单、操作方便，制备的高镍锂离子电池正极材料性能优异，适宜高校、科研院所和企事业单位使用。附图说明图1为高镍锂离子电池正极材料烧结装置实施例1的结构示意图；图2为高镍锂离子电池正极材料烧结装置实施例2的结构示意图；图3为高镍锂离子电池正极材料烧结装置实施例3的结构示意图。其中：1-进气口；2-加热系统；3-烧结室；4-炉膛；5-抽风机；6-冷却装置； 7-气体转换阀门；8-出气口；9-过滤装置；10-储存罐。具体实施方式下面结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细的描述。本领域技术人员将会理解，以下实施例仅为本实用新型的优选实施例，以便于更好地理解本实用新型，因而不应视为限定本实用新型的范围。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。实施例1如图1所示，一种高镍锂离子电池正极材料烧结装置，包括炉膛4和与炉膛4相连的抽风机5，进气口1设置在炉膛4上，加热系统2和烧结室3设置于炉膛4内。将需要烧结的高镍锂离子电池正极材料放入烧结室3内，通过进气口1向炉膛4内持续通入纯度≥98%的高纯氧气，打开抽风机5对炉膛4抽气，抽气一段时间后，在抽风机5检测氧气的浓度，当氧气的浓度达到98%时说明炉膛4内的空气已被排除并且炉膛4内是高纯氧气氛围；然后开启加热系统2的加热开关，对烧结室3样品按设定程序进行热处理。氧气经过加热系统2加热到1000℃，升温速率为20℃/min，调节抽风机5的功率使得氧气的气流流速为50m3/h，高速流动的氧气吹扫物料表面，可有效排除物料表面产生的气体。高速氧气气流携带物料表面的气体向前运动，使物料表面的气体相比于空气更稀薄，从而形成负压，产生的负压进一步有利于物料在高温烧结过程中产生的气体成分有效排出，从而形成一个良性循环，图1中虚线箭头组成高纯氧气在炉膛4中的流动路线。高镍锂离子电池正极材料烧结装置为烧结室3中的烧结过程提供高纯氧气，尽量减少高镍正极材料中的Ni2+含量，从而减少原子混排，提高材料的电化学活性和循环稳定性。
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