與其它系列的電池相比,鋰電池具有能量密度高、迴圈性能好和無記憶效應等優點,其作為一種重要的儲能器件,已經廣泛應用於可擕式電子設備、電動工具及電動交通工具等領域。俗話說,金無足赤,人無完人,任何事物都不可能十全十美,任何一個人都不可能沒有一個缺點。
同樣,三元正極材料也有不足的地方,科學家採用含鎢硼元素的物質包覆三元正極材料,提高鋰電池的安全性能和迴圈穩定性。那含鎢硼鋰電池正極材料的製備方法以下幾個步驟?
1)將含500~7000ppm鎢元素的鎢源(偏鎢酸銨)溶解于水,以噴霧的方式噴灑到三元前驅體與鋰源(氫氧化鋰或碳酸鋰)的混合原料中,攪拌一段時間,加熱(溫度為50~100℃)0.5~3h,蒸幹得到乾燥物料;
2)將上述乾燥物料裝入匣缽中焙燒(溫度為750~900℃)8~15h 得到鎢摻雜的三元正極材料;
3)將含量為300~7000ppm的金屬硼化鎂加入到上述鎢摻雜的三元正極材料中攪拌均勻,於一定溫度(500~900℃)燒結3~10h得到鎢摻雜硼化物包覆的鋰電池正極材料。
其中,三元材料的鎢摻雜能夠有效抑制晶粒的生長,加快鋰離子的傳輸速率,而硼化鎂不但能提高材料的穩定性及安全性,而且在內核和包覆層的分介面,鎂離子和鎢離子相互作用,能夠更好的實現Li+的嵌入與脫出。研究者表示,鎢元素可以摻雜的三元正極材料為NCM523、NCM622、NCM811中的任何一種。