張翔，王春雷，孔繼周，周飛，唐州，李軍秀

（1南京航空航天大學機械結構強度與振動國家重點實驗室，江蘇 南京 210016；2江蘇凱力克鈷業(yè)股份有限公司，江蘇 泰興 225404）

淺析共沉淀法合成鋰電池層狀Li-Ni-Co-Mn-O正極材料

張翔1，王春雷1，孔繼周1，周飛1，唐州2，李軍秀2

（1南京航空航天大學機械結構強度與振動國家重點實驗室，江蘇 南京 210016；2江蘇凱力克鈷業(yè)股份有限公司，江蘇 泰興 225404）

鋰電池層狀Li-Ni-Co-Mn-O正極材料憑借其低成本、高容量的優(yōu)勢，已實現產業(yè)化并開始取代傳統(tǒng)正極材料LiCoO2。合成該材料的方法很多，共沉淀法因經濟性與穩(wěn)定性受到人們親睞。本文定性地分析了共沉淀法合成Li-Ni-Co-Mn-O涉及的顆粒過程及熱力學過程，詳細探討了共沉淀的工藝參數，如陳化時間、反應溫度、pH值等對產物結構、性能的影響規(guī)律。根據分析與統(tǒng)計結果，明確了部分工藝參數的取值范圍，提出了“有效加料速度”的概念，并引出完整描述加料過程所需要的全部變量，指出合成擇優(yōu)取向的一次顆粒、探索利于共沉淀的流體環(huán)境是下一步的研究方向。

鋰離子電池；Li-Ni-Co-Mn-O；共沉淀；顆粒過程；熱力學；工藝參數

鋰電池因具有能量密度高、循環(huán)壽命長、對環(huán)境友好等優(yōu)點[1]，從眾多二次電池里脫穎而出，得到廣泛應用。隨著科技發(fā)展，移動設備、電動汽車等對作為“儲能核心”的鋰電池的容量提出了越來越高的要求。目前，商用鋰電池負極材料的比容量在350mA·h/g以上[2]，而正極材料的比容量則始終徘徊于140mA·h/g左右[3]，正極材料成了制約電池容量的短板，其發(fā)展尤為值得關注?，F已研究的正極材料主要有[4]：層狀結構的鈷酸鋰（LiCoO2）、鎳酸鋰（LiNiO2）及基于層狀結構的多元材料（如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2）、尖晶石結構的錳酸鋰（LiMn2O4）、聚陰離子型材料（如LiFePO4、Li2FeSiO4）。多元層狀材料Li-Ni-Co-Mn-O由于存在Ni、Co、Mn間的協(xié)同效應，擁有比單體材料更低廉的成本與更優(yōu)秀的性能，被認為是能取代商用鈷酸鋰的熱門之選[5]。

制備多元層狀正極材料的方法有共沉淀法、固相法、溶膠凝膠法、溶劑熱法、噴霧熱解法等[6]，其過程大多是將原料混合均勻，然后通過高溫反應得到含鋰氧化產物。共沉淀法以生成前體的方式，使Ni、Co、Mn元素在其晶格內達到原子級別的混合，步驟簡單，反應穩(wěn)定，被廣泛應用于工業(yè)生產中。

共沉淀的反應裝置如圖1所示，圓筒形的容器為反應釜，內壁附擋板，中心位置裝有帶槳的攪拌器，溫度計與pH計被用作檢測內部溶液的溫度和酸堿度。以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2為例，合成過程如下：首先在釜內預留一定蒸餾水，然后將一定濃度的沉淀劑、絡合劑、過渡金屬鹽溶液（Ni、Co、Mn摩爾比1∶1∶1）連續(xù)輸入釜中，期間嚴格控制溫度、pH值等工藝參數，過剩的反應液將從溢流口排出。陳化一段時間后，取出沉淀產物——前體Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2，經過過濾、洗滌、干燥，再與鋰鹽混合燒結，就得到最終產物——正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。

為了提高正極材料的性能，人們對共沉淀的工藝進行過大量的研究與優(yōu)化，積累了豐富經驗。下文從分析共沉淀的反應過程出發(fā)，對其進行評述。

圖1 共沉淀反應裝置

1 共沉淀的顆粒過程分析

1.1 顆粒過程

共沉淀法在結晶學中屬于反應結晶法，反應結晶涉及復雜的傳熱傳質過程，除了反應、形核、晶體長大等基本過程外，還常常伴隨著粒子的老化、團聚、破碎等二次過程[7]。

1.1.1 形核

對形核的認識已比較成熟，根據經典理論，形核率為式（1）[8]。

式中，K為比例常數；NA為阿伏伽德羅常數；R為理想氣體常數；M為晶體摩爾質量；ρ為晶體密度；σ為固-液界面張力；T為溫度；S為過飽和溶液的濃度；S0為溶液飽和度。由式（1）可知，反應溫度和過飽和度對形核率有直接影響，溫度越高，過飽和度越大，單位體積、單位時間內形成的晶核越多。一般來說，沉淀反應的生成物溶度積小，溶液過飽和度大，易爆發(fā)形核，得到絮狀固體。因此，在加入沉淀劑的同時加入絡合劑，能在一定程度上降低過飽和度與形核速率，有效改善產物形貌。

1.1.2 生長與老化

形核完成后，液相中的成分會有序沉積在晶核上，使晶粒長大，體系自由能降低。同一晶粒的形核長大在時間上是連續(xù)的，而不同晶粒的形核長大卻是同時進行、相互競爭的過程。當形核速率大于生長速率時，形成的晶粒趨于細小。沉淀反應中，溶液的過飽和度一般較大，導致形核占據主導，在反應前期生成大量細小的亞穩(wěn)相晶粒。這些晶粒需要經歷生長、老化等階段，才能逐漸發(fā)育為完整的一次顆粒。晶粒的老化包括Ostwald熟化和相轉移等。Ostwald熟化對改善粒度分布具有重要意義。相轉移則指初期產生的結晶度差的亞穩(wěn)相晶粒，隨著時間推移，逐漸轉化為完整晶體。

1.1.3 團聚與破碎

共沉淀產生的一次顆粒數量眾多，尺寸細小，在攪拌作用下容易團聚，形成二次顆粒。而已形成的二次顆粒還能與其他團聚體或一次顆粒進一步發(fā)生團聚，使自身不斷長大。Schmok[9]認為，團聚發(fā)生的過程大略如下：流體運動帶動顆粒相互碰撞；不同顆粒在Van der Waals力作用下靠近；相鄰顆粒在晶體長大和Ostwald熟化過程中產生化學鍵并固化為一體。破碎則是大顆粒在碰撞或流體剪切力的作用下被碎裂成小顆粒，它和團聚是相互競爭的過程。當溶液中不再存在一次顆粒、團聚與破碎作用平衡時，二次顆粒的生長就基本完成了。

圖2的電鏡照片說明了前體的二次顆粒由一次顆粒團聚而成，右側輻射狀的斷面表明二次顆粒內部的一次顆粒已融合固化。圖3則揭示了共沉淀過程中，前體形貌、物相隨時間的演化。在反應前期（t=15min）就有大量一次顆粒生成，球形團聚體已經出現，但結晶性較差。到反應中期（t=190min），團聚體間進一步相互團聚。隨時間增長直至反應末期（t=460min），一次顆粒在生長、老化作用下結晶性逐漸變好，XRD圖譜上的衍射峰變得更尖銳，二次顆粒在團聚作用下不斷長大，形貌變得更圓滑。

1.2 顆粒過程與材料結構、性能的關系

圖2 前體的高倍SEM照片[10]

圖3 不同反應時間下得到的前體的SEM照片與XRD圖譜[11]

正極材料通過固相燒結前體得到，一次顆粒團聚成二次顆粒的堆積方式在它們之間具有繼承性[12]，其結構包含多個層次：①晶體結構；②一次顆粒特征，包括一次顆粒大小、形貌、晶體缺陷；③二次顆粒特征，包括二次顆粒的大小、形貌以及一次顆粒的堆積方式。材料成分與晶體結構決定了材料的本征性能；一、二次顆粒特征決定了材料的粒度分布、比表面積等物理指標，并影響著材料的實際性能，如表1所示。

產物顆粒特征與顆粒形成過程密切相關。若反應溶液的過飽和度始終保持在一極小值，則生成的一次顆粒數目較少，并在低飽和度下不斷長大，難以團聚成大的二次顆粒，導致產物顆粒粒徑偏小。隨過飽和度增大，生成的一次顆粒數量增多，團聚效應明顯，產物顆粒粒徑較大。而過飽和度進一步增大時，生成的一次顆粒過量，破碎作用明顯，新形成的一次顆粒傾向于相互團聚而不易與已有二次顆粒團聚，產物顆粒粒徑較小。

一次顆粒形成過程中，形核占據主導，如何降低反應溶液過飽和度是得到良好結晶性一次顆粒的關鍵；二次顆粒形成過程中，團聚是主要因素，如何提供合理的流體環(huán)境、把過飽和度限定在合理范圍，是控制二次顆粒特征的關鍵。目前，共沉淀對產物顆粒特征的控制大多表現在對二次顆粒粒徑的控制上，而對一次顆粒鮮有報道。由溶劑熱法合成的經驗可知，若能通過共沉淀法合成利于鋰脫嵌的擇優(yōu)取向一次顆粒[18]，可顯著提高材料的電化學性能。

2 共沉淀的熱力學分析

在合適的熱力學條件下才能得到成分配比準確、物相均一的產物。對共沉淀過程熱力學的研究一般是通過對反應過程中熱平衡（圖4）的討論，來確定合成前體的工藝條件。

蘇繼桃等[19]分析了碳酸鹽共沉淀體系中的熱力學平衡關系，得出lg[M2+]-pH值曲線，見圖5。他們認為，pH值在9以下時，能生成穩(wěn)定的碳酸鹽前體，而當pH值取8.0時，溶液中未沉淀離子的濃度最低，說明此時是碳酸鹽共沉淀的最佳熱力學條件。

肖新顏等[20]則分析了在氫氧化物共沉淀體系中，“絡合”態(tài)向“沉淀”態(tài)轉化的吉布斯自由能變化，做出ΔG-pH值關系曲線，見圖6。pH值在11附近時的ΔG最小，說明此時沉淀轉化最容易進行。

需要指出的是，最優(yōu)熱力學條件不一定是最佳的顆粒形成條件，所計算的結果需要綜合考慮其他因素。

圖4 共沉淀反應中的熱力學平衡關系

圖5 碳酸鹽共沉淀體系中游離離子濃度[M2+]與pH值的關系[19]

3 共沉淀工藝對產物結構和性能的影響

表1 產物顆粒特征及其物理指標對實際性能的影響

3.1 加料順序

加料順序一般分為3種：①將沉淀劑溶液加入到過渡金屬鹽溶液中，為正加；②將過渡金屬鹽溶液加入到沉淀劑溶液中，為反加；③將過渡金屬鹽溶液和沉淀劑溶液并流加入到反應釜中。正、反兩種方式在操作上更為簡便，卻存在一種反應物極端過量的問題，導致加料過程中形核完全占據主導，結晶均勻性較差。并流加料時，晶體成核和晶體生長能同時進行，相對前兩種方式反應更穩(wěn)定。

圖6 氫氧化物共沉淀體系中沉淀轉化的ΔG與pH值的關系[20]

本文作者以“l(fā)ithium、co-precipitation”為關鍵詞檢索了Web of Science從2012年1月1日年至2014年5月25日上線的論文，約280篇。編號后用隨機數抽取其中15篇，若內容無關則剔除后再次抽取。統(tǒng)計被抽取文獻使用的工藝參數，列于表2中。由表2可知，加料順序中并流方式使用最多，占73.3%。

表2 部分文獻采用的工藝參數

3.2 反應溫度和陳化時間

溫度越高，顆粒形成過程越快。但高溫帶來了氨等物質的揮發(fā)，也增大了前體氧化的可能性。隨著陳化時間延長，一次顆粒逐漸發(fā)育完整，二次顆粒逐漸長大。但若陳化時間過長，反而會提高前體氧化和攪拌導致顆粒破損的可能性。根據表2，大多數研究者選取的反應溫度在50℃附近，陳化時間在12～24 h。

Zhang等[36]分析了在不同共沉淀溫度下合成前體的XRD圖譜，發(fā)現隨著合成溫度升高，前體衍射峰更加尖銳，結晶性變好。合成溫度在60℃以下時，前體以單相存在，而當溫度升高到70℃，前體中出現了Mn3O4與MnO2相，說明高溫下Mn2+被氧化。從SEM照片能看出，60℃下制備的正極材料顆粒的球形度最好，70℃的時候顆粒形狀則變得不規(guī)則，而且從其物相中能檢測出雜質相Li2MnO3。電化學測試表明，60℃下制備的樣品具有最高的首次放電容量和循環(huán)容量。

Wang等[37]研究了前體形貌與陳化時間的關系，當時間從4h延長至12h后，二次顆粒的形貌變得更勻稱了。二次顆粒由一次顆粒團聚形成，攪拌推動了這個過程，因此隨著攪拌時間延長，顆粒變得更加緊密與球形化。而當時間延長至24h之后，顆粒粒徑變大，分布變寬，帶有裂縫的顆粒開始出現，這說明延長攪拌時間使一些顆粒破碎，碎塊堆積到其他顆粒的表面上，相互團聚形成了非球形的顆粒。

3.3 沉淀劑、絡合劑種類

已研究過的沉淀劑有堿、碳酸（氫）鹽、草酸鹽[38]等，絡合劑有氨水、銨鹽[39]、乳酸鈉[40]等。不同的離子擁有不同的熱力學平衡常數，不同類型的沉淀劑能帶來不同性質的前體。

Yang等[39]以Na2CO3為沉淀劑，對比使用不同絡合劑氨水、(NH4)2SO4、NH4HCO3合成的正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2后認為，NH4HCO3作絡合劑合成的材料具有更優(yōu)秀的結構特征與電化學性能，20mA/g的電流下釋放出178.4mA·h/g的容量，50次循環(huán)后容量保持率高達98.7%，高倍率下優(yōu)勢則更加明顯。類似的，他們也對比了使用不同沉淀劑合成LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2的兩種工藝[29]：①以NaOH為沉淀劑，氨水為絡合劑，加料過程中保持pH=11，N2氣氛保護；②以Na2CO3為沉淀劑，NH4HCO3為絡合劑，加料過程中保持pH=8，無氣體保護。兩種工藝都能合成出形貌良好的前體，但工藝②合成的正極材料顆粒粒徑比工藝①稍大，但其一次顆粒間的孔隙也比工藝①更明顯，導致振實密度低于后者。電化學測試中，兩種樣品都表現出了良好的循環(huán)容量保持率，但工藝①的產物具有更高的循環(huán)容量和倍率性能。

Yoon等[41]則著重分析了不同沉淀劑合成的正極材料的顆粒特征。BET測試表明，碳酸鹽共沉淀產物的比表面積是氫氧化物的5倍，達到5.11m2/g。BJH測試表明，碳酸鹽共沉淀產物孔隙體積比氫氧化物產物大一個數量級。按表1中分析，碳酸鹽共沉淀更適合合成電導率低的正極材料。

由表2可知，以氫氧化物或碳酸鹽為沉淀劑，以氨水為絡合劑仍是目前的主流工藝選擇。氫氧化物沉淀的優(yōu)勢主要在振實密度上，適合LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等材料。而碳酸鹽沉淀的產物振實密度不高，比表面積大，適合Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2等振實密度小、電導率較低的富鋰錳基材料。另外，使用碳酸氫鹽取代碳酸鹽作為沉淀劑，銨鹽取代氨水作為絡合劑，可使碳酸鹽共沉淀更加平緩易控。

3.4 有效加料速度與加料量

對反應釜中已有一定量溶液的共沉淀反應，本文作者將有效加料速度定義為式（2）。

式中，c為原料濃度同，mol/mL；V為反應釜中溶液體積，mL；q為加料速度，mL/min。因此有效加料速度ν的單位為mol/(mL·min)。分析該公式可得到如下推論。

（1）每種原料的有效加料速度ν都是由c、q、V共同決定，不指明其他變量單獨討論濃度或加料速度意義不大。

（2）加料速度并非恒定不變的。假設反應物消耗速度一定，為保持物料平衡，在加料過程中V不斷增加的情況下，需緩慢提高加料速度q。

（3）出于推論2的緣故，很多文獻采取的加料策略是：固定原料A、B的加料速度，在保證pH值恒定的前提下，不斷調節(jié)原料C的加料速度。準確描述這個過程需要8個變量：反應釜中底液體積，原料A、B、C的濃度，原料A、B的固定加料速度，目標pH值（即原料C的變動加料速度），加料時間（即加料量）。

（4）上述8個變量間存在約束關系：要保證金屬離子完全沉淀，沉淀劑需過量；要保證每個金屬離子被絡合，需要絡合劑與金屬離子摩爾比至少為1∶1。

有效加料速度直接影響著反應溶液的過飽和度，以此改變顆粒過程，進而對產物顆粒特征產生影響。而加料量則決定著產量，當反應溶液過飽和度處于適當的范圍內，新生成的一次顆粒能與已有二次顆粒團聚時，隨加料量增加，產物顆粒粒徑增大。

Lee等[42]發(fā)現，適當提高氨水濃度有利于形成均勻球形的二次顆粒，使前體粒度分布變窄。以0.36mol/L氨水為絡合劑合成的前體顆粒就比濃度0.12mol/L、0.24mol/L下合成的更圓滑，其粒徑在10μm附近，振實密度達到1.79g/cm3，高于其他濃度。Deng等[43]對比了使用不同濃度氨水（0.24 ～0.48mol/L）合成出的正極材料的形貌與性能后認為，隨著濃度升高，一次顆粒堆積得更緊密，二次顆粒粒度分布更窄。但濃度變化對其電化學性能影響不大。

劉艷君等[44]研究了氨/金屬離子的摩爾比（N/M）、金屬鹽溶液的加料速度對前體的影響。當N/M的比值為0.5時，產物呈絮狀，因為氨太少絡合作用較小，金屬離子直接沉淀；比值為1和1.5時，產物顆粒為球狀，粒度分布集中；比值為2和2.5時，部分二次顆粒相互團聚，粒度分布變寬。當過渡金屬鹽溶液的加料速度為2mL/min時，產物呈膠狀，干燥后結塊嚴重，說明產物顆粒粒徑過小。而加料速度增加至8mL/min和14mL/min時，所得產物顆粒形貌良好，粒度分布集中。

圖7 產物顆粒粒徑與金屬鹽濃度的關系[45]

對于金屬鹽和沉淀劑溶液，隨有效加料速度增加，反應溶液過飽和度增大，由1.2節(jié)中分析可知，產物顆粒粒徑有一個先增加后減小的趨勢，如圖7、圖8所示。對于絡合劑，由1.1.1節(jié)中分析可知，適當增加絡合劑的量，產物形貌會更加平滑，顆粒粒徑增大，振實密度提高。

圖8 產物顆粒粒徑與加料速度的關系

3.5 pH值

pH值是反應體系熱力學環(huán)境的指針：pH值不隨時間變化說明體系處于近似的平衡態(tài)中；而大小不同的pH值則對應著不同的平衡態(tài)和不同的OH-、濃度。后者決定著金屬鹽溶液的飽和度，進而影響產物顆粒特征。

Lee等[42]通過調節(jié)沉淀劑NaOH的加料速度來改變共沉淀體系的pH值。他們發(fā)現，pH值的變化對前體物相影響較小，而隨著pH值從11上升到12，前體顆粒的粒徑逐漸減小。本文作者認為，pH值增大使反應溶液中OH-濃度增大，金屬鹽溶液飽和度下降，過飽和度升高，故產物顆粒粒徑減小。

Zhang等[46]采用碳酸鹽共沉淀法合成前體[Ni0.6Co0.2Mn0.2]CO3。不同pH值下合成前體的XRD圖譜都與標準卡中Ni2(OH)2CO3·H2O相匹配。隨著pH值升高，低角度的衍射峰負移，至pH值為9.5時，出現了Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2相的特征峰。而當pH值降至7.5以下時，ICP測試顯示Mn的相對含量大幅下降，嚴重偏離配比，是Mn沉淀不完全所致。因此，他們認為碳酸鹽共沉淀的最佳pH值在8～9。

不同共沉淀體系適宜的pH值不同，結合熱力學研究和表2中的統(tǒng)計可知，氫氧化物共沉淀的pH值大多選在10.5～11.5，而碳酸鹽共沉淀的pH值大多選在7.5～8.5。

3.6 機械因素

共沉淀過程中的流體運動對產物顆粒特征也有著重要影響，流體運動與傳質過程緊密相關，能分散物料，防止一次顆粒無序團聚，并促使其在碰撞作用下產生球形團聚。反應釜的機械因素決定了流體的運動，但除攪拌速度外，現有文獻很少對其進行討論。如要深入控制共沉淀反應，有必要對相關機械因素做系統(tǒng)研究，這涉及化學反應工程的基本問題。

Noh等[47]對比了不同攪拌速度下制備的前體的形貌后發(fā)現，低的攪拌速度下，二次顆粒由發(fā)育良好的一次顆粒聚集而成，但形狀不規(guī)則，在攪拌速度升至1000r/min后，二次顆粒變得更加球形化和致密化，這說明攪拌有利于團聚過程。Wang等[37]也做過類似研究，實驗說明，在低的攪拌速度下更容易形成球形顆粒。而攪拌速度升至3000r/min后，產物顆粒出現了不規(guī)則的團聚。另外，攪拌速度對產物顆粒粒徑影響很大，當其分別為500r/min和200r/min時，顆粒粒徑對應為5 μm和10 μm。這是由于低攪拌速度下的破碎作用沒那么劇烈，團聚更容易發(fā)生，使得二次顆粒趨向于長大。

彭美勛等[48]對比了使用不同攪拌槳制備的Ni(OH)2后認為，雙輪攪拌器（上葉輪為推進槳）的下葉輪為透平槳時，在一定范圍內產物的振實密度與攪拌強度呈線性相關，其顆粒粒徑隨攪拌強度的變化而穩(wěn)且變化，如圖9所示；而攪拌器下葉輪為推進槳時，產物的振實密度和顆粒粒徑對攪拌強度的變化敏感且不穩(wěn)定，在合成中難以控制。他們認為，推進槳-透平槳組成的攪拌系統(tǒng)，使反應釜中流體做定向循環(huán)運動，保證了物料混合與顆粒碰撞的均勻性，而在推進槳-推進槳的攪拌系統(tǒng)下，流體運動的無序性較大，其產物顆粒特征也就具有一定的隨機性。

圖9 不同攪拌槳制備的產物的堆積密度與攪拌強度的關系[48]

4 結 語

共沉淀法被廣泛運用于鋰電池層狀Li-Ni-Co-Mn-O正極材料的合成中，對共沉淀過程的基礎性研究與實驗室成果產業(yè)化具有深刻意義。以上結合近年來的研究進展，從顆粒過程與熱力學角度，經驗性地探討了工藝參數與產物結構、性能之間的關系。目前，鮮有報道發(fā)現上述關系存在著數值上的相關性，對比實驗依然是今后的主要研究手段。這里存在的一個問題是，雖然不少人聲稱通過對工藝的一系列優(yōu)化提升了材料的電化學性能、振實密度等性能指標，但是他們選取的材料成分不一樣，初始條件不一樣，評判標準也不一樣，實驗針對性強，難以直接套用或作橫向對比。這類研究成果的真正價值在于，它使人們清楚需要對哪些工藝參數進行控制以及它們的大致范圍，也知道了很多性能隨工藝參數的演變規(guī)律。這些都能幫助人們在優(yōu)化自己的工藝時大幅縮減工作量，快速開發(fā)產品，并提高產品的一致性。

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A preliminary analysis on the synthesis of layered Li-Ni-Co-Mn-O cathode material by co-precipitation method

ZHANG Xiang1，WANG Chunlei1，KONG Jizhou1，ZHOU Fei1，TANG Zhou2，LI Junxiu2
（1State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，Jiangsu，China;2Jiangsu Cobalt Nickel Metal Co.，Ltd.，Taixing 225404，Jiangsu，China）

:Due to its low cost and high capacity，layered Li-Ni-Co-Mn-O has already been industrialized and partially replaced traditional LiCoO2as cathode material for commercial lithium-ion battery. Among various synthetic methods for Li-Ni-Co-Mn-O，co-precipitation becomes an attractive choice because of its low cost and stability. In this paper，we qualitatively analyzed the particulate and thermodynamic processes ofco-precipitation method. Then influences of process parameters (aging time，temperature，pH value，etc) on the structure and performance of product were discussed in detail. The ranges of certain process parameters were confirmed according to statistics and the analyses conducted before. The concept of effective feeding rate was put forward，with which a series of variables were derived for a complete description of feeding process. Further researches on the synthesis of primary particles with preferred orientation and the investigation of appropriate fluid environment forco-precipitation should be conducted in the future.

lithium-ion battery; Li-Ni-Co-Mn-O;co-precipitation; particulate processes; thermodynamics; process parameters

TM 910.5

A

1000-6613（2014）11-2991-09

10.3969/j.issn.1000-6613.2014.11.027

2014-04-22；修改稿日期：2014-05-13。

江蘇省科技成果轉化項目（BA2013142）、江蘇省自然科學基金（BK20130800）及航天SAST基金（2013-YF-2059）項目。

張翔（1991—），男，碩士研究生，從事新能源材料的研究聯(lián)系人：周飛，教授，博士生導師。E-mail fzhou@nuaa.edu.cn。