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固相法合成锂电池正极材料

来源:许昌学院新材料与能源学院 作者:帅奇

——记许昌学院“觅硫寻钴”超级锂电社会实践团队

什么是固相法合成锂电池正极材料?比如锂锰氧化物,即将锂盐(如LiCO3、LiNO3、LiOH·H2O等)与锰盐[如MnCO3、Mn(NO3)2等]或锰的氧化物(如电解MnO2、Mn2O3、Mn3O4等)经一定方式研磨混合后,于高温下长时间烧制,直接发生固相反应而成。其特征是将固体原料混合物以固态形式直接反应。为了保证足够的反应速率,必须将固体物料加热至750度以上。对于锂锰氧化物的固相合成反应,至少存在锂盐、二氧化锰和锂锰氧化物三种物相。在这种固相混合物之间发生固相反应的过程中,原子或离子需穿过各物相的界面,并通过各物相区,这就形成了原子或离子在多个固体物相中的交互扩散,因此,动力学因素对反应速率起着决定性的作用。

由于在反应中,生成产物LiMn2O4时涉及大量的微观结构重排,其中涉及有关化学键的断裂和重新组合,原子或离子要作相当大距离(原子尺度上)的迁移。因此,需要足够高的温度才能使这些原子或离子扩散到新的反应界面,同时需通过电加热或微波加热来实现高温固相反应。

投稿人:子衿

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