纳米氟化铝在正极材料包覆中的作用-京煌科技

氟化铝在正极材料包覆中主要有以下作用：

一、结构稳定性方面

• 抑制副反应，稳定材料结构：能阻隔正极材料与电解液接触，降低反应活性，减少过渡金属析出，抑制副反应（如高镍三元材料中，可阻止材料在电解液里溶解，稳定层状结构 ），像在高镍三元正极材料中，可减少氧原子析出、抑制晶界开裂等问题，提升热稳定性与结构稳定性。

• 缓冲体积变化：在电池充放电过程中，正极材料会有体积变化，氟化铝包覆层可一定程度缓冲这种变化，保护材料结构完整性，利于循环性能提升，比如部分高镍三元材料经其包覆后，循环过程中结构更稳定。

二、电化学性能方面

• 促进锂离子传输：包覆层中的快离子导体（如与硼酸复合包覆时生成的硼酸锂等 ），或氟化铝自身特性，可促进 Li⁺嵌脱，降低电荷转移电阻，让锂离子嵌入脱出更顺畅，提升电池充放电效率与倍率性能，像在一些三元锂电池正极材料中，能使锂离子以更快速率迁移。

• 提升比容量与循环性能：抑制电极和电解液副反应，减少活性物质损失，让正极材料比容量更好发挥，改善循环性能，例如部分高镍三元材料经氟化铝复合包覆后，循环 1000 次容量保持率提升，首次放电比容量也有增加。

三、安全性方面

• 降低热失控风险：提高正极材料热稳定性，像部分工艺处理后，可使镍钴锰酸锂耐高温性能提升（如蒸镀氟化铝的方法，能让材料耐高温达 300℃ ），减少因温度过高引发的热失控等安全问题，降低正极材料与电解液间副反应活性，减少热量产生积累。

四、其他特殊作用

• 与其他物质协同增效：和硼酸等复合包覆时，硼酸可与正极表面残锂反应生成快离子导体，其良好流动性还能携带氟化铝均匀包覆，形成更优包覆层；和氧化硼双层包覆可提高电池功率等，不同包覆组合拓展性能优化空间。

• 适配不同正极体系：不仅在三元锂电池正极材料（如镍钴锰酸锂等 ）中发挥作用，在聚阴离子型正极材料里，也能原位生成稳定包覆层，提升离子、电子导电性与长循环性能，适配多种正极材料体系改性需求。

不过，氟化铝包覆也存在挑战，如传统化学包覆易出现包覆层不均匀、制备周期长、可能产生腐蚀性物质等问题，现在也有蒸镀等新方法来改善这些不足，助力其更好在正极材料包覆中发挥价值 。