【原创】纳米氧化锆高端应用:锂电材料添加剂


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  第三届高比能固态电池关键材料技术大会,2022年2月22-23日,武汉。

中国粉体网讯:ZrO2,白色粉末,密度在5.68-6.27g/cm3之间,熔点为2715℃,重要的陶瓷材料之一。具有导热系数小,耐高温,耐腐蚀,稳定的化学性能等优点,且掺杂后能稳定其晶相。室温下纯ZrO2有三种不同的晶型,由于晶体结构的非对称性,单斜相不适合担任电解质材料,而高温相立方萤石结构存在大量的八面体空隙,该孔隙有利于氧离子的传输,因此有较高的导电率。除此之外,它是自然界储量较为丰富的物质。



经研究发现,ZrO2掺杂后的电极材料放电比容量都明显提高,这可能与ZrO2掺杂后材料的粒径变小相关,颗粒尺寸变小后在充放电过程中材料的脱嵌更加容易,所以掺杂后材料的放电比容量上升。随着充放电的进行,一定量的掺杂离子Zr4+还可能迁移到电极表面并形成固溶体,防止了由于充放电期间各向异性结构变化引起的结构坍塌,同时固溶体还充当保护涂层防止了钴溶解到电解质中,因此,材料结构在循环过程的相变期间变得非常稳定,循环稳定性增强。


纳米氧化锆作为添加剂被用于三元材料(即镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2),钴酸锂(LiCoO2),锰酸锂(LiMn2O4)等锂电池正极材料,可显著提高电池的循环性能,倍率性能等,受到产学研各方面的重视。


Fe-Mn基富锂正极材料(1-x)Li2MnO3·xLiFeO2,是一种有极大应用潜力的正极材料。但与此同时,该材料也存在着首次不可逆容量损失大、倍率性能差、循环稳定性差的问题。ZrO2同时具有碱性和酸性位点,作为包覆材料,不仅可以抑制HF对正极材料的侵蚀,而且在高的工作电压下具有很好的结构稳定性。


近年来,随着锂电池的飞速发展以及对固体氧化物燃料电池研究的不断深入,氧化锆在电池中的应用潜力不断被开发出来,在电池的三大系统电解质、电极材料、隔膜材料中均扮演重要角色。


潮州市丰业锆业新材料有限公司专业提供锂电材料添加用纳米氧化锆,在即将召开的第三届高比能固态电池关键材料技术大会(2022年2月22-23日,武汉)上,丰业锆业与您如约相见。


公司系专业研发生产氧化锆系列产品的高新技术企业,占地60000平方米,拥有智能化多功能生产厂房28000平方米;700平方米研发实验中心和10000平方米园林式员工生活区,是国内能够独立完成粉体制作,成型,烧结到精细加工全部生产工序的大型规模化厂家。



公司引进等静压、流延、凝胶、注射、注浆等先进成型设备,采用专利技术生产的高性能结构陶瓷系列产品以其高硬度、耐高温、耐磨损、抗腐蚀、电绝缘、无磁性、比重轻且金属无法比拟的优越性,广泛应用于航空航天,核工业,石油,化学,轻纺,食品,医疗器械,机械等各个领域。



公司部分产品介绍:

(1)纳米氧化锆



(2)纳米钪稳定氧化锆


(3)钇稳定锆粉



参考来源:

郭霞.纳米氧化锆基固体电解质的可控制备及离子导电性

王辉.锂离子电池高镍三元正极材料的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2合成及改性研究

中国粉体网:万万没想到,氧化锆在电池中竟扮演了这么多重要角色

胡新飒. 纳米富锂Fe-Mn正极材料的表面改性及电化学性能研究 


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