碳酸锂or氢氧化锂？谁才是三元正极材料的首选

万事开头难，三元正极材料的制备中原料的选取也是非常重要的一步。常见的锂源有碳酸锂（Li2CO3）、一水氢氧化锂（LiOH·H2O）、硝酸锂（LiNO3）等。硝酸锂因使用中会产生有害气体，一般不被选择作为锂源。那么碳酸锂和氢氧化锂选谁好呢？

碳酸锂和氢氧化锂性质对比

稳定性比较

根据汪永斌等的实验结果表明：采用碳酸锂制备的三元材料，首次放电比容量达到165mAh/g，400次循环，容量保持率达到86%左右，而采用氢氧化锂所制备的三元材料，首次放电比容量达到171mAh/g，400次循环，容量保持率达到91%。从整个循环过程来看，以氢氧化锂为锂源的材料循环曲线更为平滑稳定；以碳酸锂为锂源的材料约350次循环后容量衰减逐渐加快。

不同锂源对材料电化学性能的影响

烧结温度比较

烧结是制备三元正极材料的关键步骤，烧结温度直接影响材料的容量、效率和循环性能，对材料表面残留锂和材料pH值的影响也较为明显。

研究表明以氢氧化锂为锂源时，只需低温烧结就可以得到性能优异的材料；而以碳酸锂为锂源时，烧结温度要达到900℃以上，才能得到性能稳定的材料。随着循环次数增加，以氢氧化锂为锂源所制备的材料循环曲线更加平滑，充放电性能更加稳定。

以碳酸锂为锂源时烧结温度对材料的影响

以氢氧化锂为锂源时烧结温度对材料的影响

通过以上比较，我们可以看出作为三元正极材料的锂源中氢氧化锂要优于碳酸锂，但实际上生产三元正极材料一般用的是碳酸锂，这是为什么呢？氢氧化锂的锂含量波动比碳酸锂大，且氢氧化锂腐蚀性强于碳酸锂，若无特殊情况，三元正极材料生产厂家都倾向于使用含量稳定且腐蚀性弱的碳酸锂。

所以碳酸锂要胜出了吗？并没有。

普通的三元正极材料更倾向于用碳酸锂作为锂源，而高镍三元正极材料却更适合用氢氧化锂。这是因为①高镍三元材料要求烧结温度不宜过高，否则影响倍率性能。制备高镍三元材料要求烧结温度适中，NCM811需要烧结温度至少控制在800℃以下、NCM90505需要控制在740℃左右。

另外碳酸锂的熔点为720℃，而单水氢氧化锂的熔点仅为471℃，在烧结过程中熔融的氢氧化锂可与三元前驱体更均匀、充分的混合，从而减少表面锂残留，提升材料的放电比容量。采用氢氧化锂和较低的烧结温度还可减少阳离子混排，提升循环稳定性。相比之下，碳酸锂的烧结温度往往需达到900℃以上才能得到性能稳定的材料，难以作为高镍三元材料的锂源。

现在结果已经十分明了了，如果是普通的三元正极材料，选碳酸锂作为锂源即可。如果是高镍三元正极材料则要选氢氧化锂作为锂源。

来源：粉体网

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