納米氧化鎂在鋰電池中的作用

鋰離子電池在使用的過程中，能夠進(jìn)行二次充電，屬于一種二次可充電電池，主要工作原理為鋰離子在正負(fù)極之間的反復(fù)移動(dòng)，無論電池的形狀如何，其主要組成部分都為電解液、正極片、負(fù)極片以及隔膜。目前，上鋰離子電池的生產(chǎn)地主要集中在中國(guó)、日本和韓國(guó)，主要的鋰離子應(yīng)用市場(chǎng)為手機(jī)和電腦及電車。

圖一

隨著鋰離子電池的不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸的擴(kuò)大，其在正極材料的使用方面已經(jīng)由單一化向多元化的方向轉(zhuǎn)變，其中包括：橄欖石型磷酸亞鐵鋰、層狀鈷酸鋰、尖晶石型錳酸鋰等等，實(shí)現(xiàn)多種材料的并存。

納米氧化鎂（VK-Mg30D）是一種新型納米微粒材料，外觀白色粉末，純度高、比表面積大，由細(xì)小的晶粒組成，具有明顯的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)，電極內(nèi)沒有氣體、表面再生較容易、氫與氧過電位小、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，因此應(yīng)用比較廣泛。

納米氧化鎂（VK-Mg30D）添加到鋰電池中的簡(jiǎn)單介紹：

納米氧化鎂（VK-Mg30D）電鏡圖

圖二

• 鋰離子電池選擇添加10-100g/L直徑在0.05-10μm之間的TiO2、SiO2、Cr2O3、ZrO2、CeO2、Fe2O3、BaSO、SiC、MgO等不溶性固體微粒，將制成的材料作為鋰離子具有充放電效率好、比容量高、循環(huán)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
• 鋰電池正極材料，將納米氧化鎂（VK-Mg30D）作為導(dǎo)電摻雜劑，通過固相反應(yīng)生成摻鎂鋰鐵錳磷酸鹽，并進(jìn)一步制成納米結(jié)構(gòu)的正極材料，其電導(dǎo)率可達(dá)10-2S/cm，實(shí)際放電容量達(dá)到240mAh/g。此新型正極材料具有高能、環(huán)保、低價(jià)的特性，適用于液體與膠體鋰離子電池、中小型聚合物，特別是適合大功率的動(dòng)力電池。
• 優(yōu)化尖晶石錳酸鋰電池的容量和循環(huán)性能。在以尖晶石錳酸鋰作為正極材料的鋰離子電池電解液中，添加納米氧化鎂（VK-Mg30D）作為脫酸劑除酸，添加量為電解液重量的0.5-20%。通過對(duì)電解液進(jìn)行除酸，使電解液中的游離酸HF的含量下降至20ppm以下，減輕HF對(duì)LiMn2O4的溶解作用，并提高LiMn2O4的容量與循環(huán)性能。
• 納米氧化鎂（VK-Mg30D）作為pH調(diào)節(jié)劑的堿溶液和一種作為絡(luò)合劑的氨水溶液混合，并添加至含鈷鹽與鎳鹽的混合水溶液中，共沉淀Ni-CO復(fù)合氫氧化物。在Ni-CO復(fù)合氫氧化物中添加氫氧化鋰，并在280-420℃的條件下熱處理混合物。生成的產(chǎn)物在650-750℃的環(huán)境中進(jìn)行熱處理，和共沉淀的時(shí)間有關(guān)，鋰復(fù)合氧化物的平均粒徑減小或是堆積密度因此而增加。當(dāng)鋰復(fù)合氧化物作為陽(yáng)極活性材料使用的時(shí)候，可得到一種高電容量的鋰離子二次電池，而納米氧化鎂（VK-Mg30D）的實(shí)際添加量依具體的配方為準(zhǔn)。

隨著納米氧化鎂的推廣使用，可以明顯提高我們的生態(tài)環(huán)境，并且達(dá)到節(jié)約能源的效果，這對(duì)于國(guó)家的持久發(fā)展具有重大意義。