中國粉體網訊 萬事開頭難，三元正極材料的制備中原料的選取也是非常重要的一步。常見的鋰源有碳酸鋰（Li2CO3）、一水氫氧化鋰（LiOH·H2O）、硝酸鋰（LiNO3）等。硝酸鋰因使用中會產生有害氣體，一般不被選擇作為鋰源。那么碳酸鋰和氫氧化鋰選誰好呢？
碳酸鋰和氫氧化鋰性質對比
穩定性比較
根據汪永斌等的實驗結果表明：采用碳酸鋰制備的三元材料，首次放電比容量達到165mAh/g，400次循環，容量保持率達到86%左右，而采用氫氧化鋰所制備的三元材料，首次放電比容量達到171mAh/g，400次循環，容量保持率達到91%。從整個循環過程來看，以氫氧化鋰為鋰源的材料循環曲線更為平滑穩定；以碳酸鋰為鋰源的材料約350次循環后容量衰減逐漸加快。
不同鋰源對材料電化學性能的影響
燒結溫度比較
燒結是制備三元正極材料的關鍵步驟，燒結溫度直接影響材料的容量、效率和循環性能，對材料表面殘留鋰和材料pH值的影響也較為明顯。
研究表明以氫氧化鋰為鋰源時，只需低溫燒結就可以得到性能優異的材料；而以碳酸鋰為鋰源時，燒結溫度要達到900℃以上，才能得到性能穩定的材料。隨著循環次數增加，以氫氧化鋰為鋰源所制備的材料循環曲線更加平滑，充放電性能更加穩定。
以碳酸鋰為鋰源時燒結溫度對材料的影響
以氫氧化鋰為鋰源時燒結溫度對材料的影響
通過以上比較，我們可以看出作為三元正極材料的鋰源中氫氧化鋰要優于碳酸鋰，但實際上生產三元正極材料一般用的是碳酸鋰，這是為什么呢？氫氧化鋰的鋰含量波動比碳酸鋰大，且氫氧化鋰腐蝕性強于碳酸鋰，若無特殊情況，三元正極材料生產廠家都傾向于使用含量穩定且腐蝕性弱的碳酸鋰。
所以碳酸鋰要勝出了嗎？并沒有。
普通的三元正極材料更傾向于用碳酸鋰作為鋰源，而高鎳三元正極材料卻更適合用氫氧化鋰。這是因為①高鎳三元材料要求燒結溫度不宜過高，否則影響倍率性能。制備高鎳三元材料要求燒結溫度適中，NCM811需要燒結溫度至少控制在800℃以下、NCM90505需要控制在740℃左右。
另外碳酸鋰的熔點為720℃，而單水氫氧化鋰的熔點僅為471℃，在燒結過程中熔融的氫氧化鋰可與三元前驅體更均勻、充分的混合，從而減少表面鋰殘留，提升材料的放電比容量。采用氫氧化鋰和較低的燒結溫度還可減少陽離子混排，提升循環穩定性。相比之下，碳酸鋰的燒結溫度往往需達到900℃以上才能得到性能穩定的材料，難以作為高鎳三元材料的鋰源。
現在結果已經十分明了了，如果是普通的三元正極材料，選碳酸鋰作為鋰源即可。如果是高鎳三元正極材料則要選氫氧化鋰作為鋰源。
參考來源：
中國粉體網.三元材料兩種鋰源的制備及檢測
汪永斌.鋰源及燒結條件對三元材料電化學性能影響
未來智庫.鋰金屬深度報告：氫氧化鋰的大時代
（中國粉體網編輯整理/墨玉）
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