前驅體粒度分布對煅燒產品形貌的影響

前驅體的主要指標有鎳含量、鈷含量、錳含量、總金屬含量、雜質含量、真是密度、粒度分布、比表面積、形貌等。其中鎳、鈷、錳的含量是判斷前驅體組分是否符合要求的唯一指標；總金屬含量是配鋰的關鍵指標，也是判斷前驅體是否氧化的重壓參數(shù)；振實密度、粒度分布、比表面積、形貌等影響煅燒工藝和成品性能；雜質主要影響成品電化學性能。

當采用不同廠家的前驅體進行煅燒時，需要對工藝參數(shù)進行調整，才能得到性能相同的成品。有些品質較差的前驅體，無論如何調整工藝參數(shù)，都無法得到品質優(yōu)異的成品。

三元材料前驅體煅燒工藝和成品性能的影響因素主要有前驅體的氧化、前驅體粒度分布、前驅體形貌。

1前驅體的氧化

三元材料前驅體的理論總金屬含量為固定值。一般情況下，因前驅體含有水分和雜質，實際金屬含量都低于理論金屬含量。但氧化的前驅體，因其分子式已經發(fā)生變化，所以金屬含量高于氫氧化物的金屬含量。氧化的原因有反應過程中的氧化、烘干溫度過高氧化等。氧化前驅體和未氧化物前驅體的煅燒制度不一樣，若用未氧化物前驅體的煅燒制度氧化前驅體，則成品性能將大大降低。

從表中可以看出，氧化前驅體的金屬含量已經高于理論值，煅燒出來的成品容量比未氧化的低于10mA·h·g-1左右，為不合格品。

2粒度分布

前驅體粒度大小不一樣，需要的煅燒溫度也不相同。粒徑越小，從顆粒表面到中心的傳熱需要的時間越短，如果煅燒溫度相同，顆粒越小，煅燒需要的時間越短，單晶成長越快。

粒徑分布越窄的前驅體，反應燒成過程中從顆粒表面到中心的傳熱需要的時間一致，晶粒的生成長大時間也一致，得到的單晶顆粒大小也基本趨于一致。而粒徑分布不均勻的前驅體，得到的成品的單晶顆粒大小也不相同。

前驅體粒度分布對煅燒產品形貌的影響

圖中a、b為粒度分布較寬的前驅體煅燒出的成品的SEM圖，圖c、d為粒度分布較窄的前驅體煅燒的成品SEM圖。從圖中可以看出a、b中不同顆粒的粒徑不同，且小粒徑顆粒的單晶較大，而大顆粒的單晶較小。c、d中顆粒的粒徑很接近，單晶大小也沒有太大的差別。

3形貌

不同工藝參數(shù)生產出的前驅體形貌各不相同。單晶顆粒細小的前驅體，需要的煅燒溫度較低，成品單晶也較小。其中a為單晶細小的前驅體SEM圖，b為a的煅燒后成品的SEM圖；前驅體單晶成厚片狀，煅燒的成品單晶也較大，如c、d所示，其中c為前驅體SEM圖，d為成品SEM圖。兩種形貌的成品壓實密度和倍率性能都會有所不同。

前驅體形貌不同對應的煅燒產品形貌

目前，國內主要的三元前驅體生產企業(yè)有：

贛鋒鋰業(yè)：2013年1.75億投向年產4500噸新型三元前驅體材料項目，項目達產后，年均新增銷售收入3.46億，年均凈利潤3705.93萬元。

紅星發(fā)展：公司申請的《三元正極材料前驅體的制備方法》獲得了發(fā)明專利授權，但公司未進行鋰離子電池三元正極材料及前驅體的生產。

當升科技：公司專業(yè)從事包括多元材料、鈷酸鋰等鋰電正極材料，以及四氧化三鈷、多元材料前驅體等前驅體材料的研發(fā)與銷售。

格林美：以荊門格林美為主體，擬投資9500萬元建設年產3000噸動力電池用鎳鈷錳前驅體材料生產線，目前，公司主要生產鎳鈷錳前驅體材料。

道氏技術：公司，主要進行鋰離子動力電池三元前驅體材料、鋰離子動力電池鋰、鎳、鈷等回收再利用及新能源材料研究。

河南科隆集團：創(chuàng)立于1993年，電池材料主要產品為球形氫氧化鎳、球形磷酸鐵、磷酸鐵鋰、多元素鋰電正極材料、錳酸鋰前驅體、三元鋰電前驅體。

新鄉(xiāng)天力能源：成立于1983年，現(xiàn)公司主要產品為鎳鈷錳酸鋰三元材料、鎳鈷錳酸鋰三元前驅體、鋅粉。

寧夏東方鉭業(yè)：主營產品為電容器級鉭粉、球形氫氧化鎳、三元材料前驅體等。