EM科特台式扫描电镜在动力高镍正极材料的应用

自从进入工业时代后，各国都深受环境污染的困扰，而高能源密度的化石能源，虽然给我们带来了工业上的进步，但同时也对环境造成了严重的污染。鱼与熊掌不可兼得，但是随着生态环境越变越脆弱，能源转型也迫在眉睫。随着近几年锂离子电池技术的发展，在新能源、新材料以及新能源汽车等领域应用日渐广阔。

目前新能源产业存在着几个重要问题，其中最有争议的还要数汽车及电动车的续航里程。那么续航里程与什么相关呢？汽车及电动车上的电池包所携带的能量单位一般为kWh，电池包的能量越高，续航里程越长。使用传统三元材料组成的电池包一般可以携带40-60kWh的电量，续航能力在300-600 km之间。如果需要增加续航里程有两种途径，一是增加电池数量，二是提高能量密度。但对于汽车及电动车来讲，车身内部可使用的空间十分有限，那么就只能提高电池的能量密度从而提高电池的续航能力。为了解决能量密度问题，高镍正极材料应运而生。

图1.方形动力电池

高镍材料和普通三元材料的区别在于材料中镍的比例提高，而钴的比例降低，甚至可将比例降到0，目前已经在诸多产品上进行了小规模的实验。高镍正极材料目前主要有两种，分别是多晶高镍材料和单晶高镍材料。使用EM科特台式扫描电镜可轻松观测到高镍正极材料表征，对后续研究试验提供帮助。

多晶材料容易烧结，颗粒较大，D50在10微米左右，一般压实密度3.3g/cm3左右。颗粒形貌和尺寸如图2所示。

图2.多晶高镍正极材料

单晶材料生产工艺复杂，颗粒较小，D50在4微米左右，克比容量一般比多晶材料低，但是其压实密度一般在3.5g/cm3左右，颗粒形貌和尺寸如图3所示。

图3.单晶高镍正极材料

一些企业会将多晶和单晶材料进行混合使用，结合两种材料的优点，在保证容量的同时，又能提高压实密度。相信在不远的将来，使用高镍正极材料的动力电池将会被推向更多的市场，解决续航里程这一痛点。