任何一種正極材料，只要與暴露在空氣中就會(huì)生成碳酸鹽，只是量多少的問(wèn)題。表面堿性化合在不同種類(lèi)的正極材料的表面的形成難易程度是不一樣的，一般的規(guī)律是NCA≈高鎳NMC>低鎳NMC≈LCO>LMO>LFP。也就是說(shuō)，三元或者二元材料表面殘堿含量跟Ni含量有直接關(guān)聯(lián)。

　　NMC(也包括NCA)表面殘堿含量比較高是其在實(shí)際應(yīng)用中一個(gè)比較突出的問(wèn)題。NMC表面的堿性物質(zhì)主要成分是Li2CO3，此外還有一部分以L(fǎng)i2SO4和LiOH的形式存在。

　　正極材料表面的堿性化合物主要來(lái)住兩個(gè)方面的因素。第一個(gè)因素在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)殇圎}在高溫煅燒過(guò)程中會(huì)有一定的揮發(fā)，配料時(shí)會(huì)稍微提高Li/M比(即鋰鹽適當(dāng)過(guò)量)來(lái)彌補(bǔ)燒結(jié)過(guò)程中造成的損失。因此多少都會(huì)有少量的Li剩余(在高溫下以L(fǎng)i2O的形式存在)，溫度降低到室溫以后Li2O會(huì)吸附空氣中的CO2和H2O而形成LiOH和Li2CO3等。

　　第二個(gè)因素，就是實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)正極材料表面的活性氧陰離子會(huì)和空氣中的CO2和水分反應(yīng)而生成碳酸根，同時(shí)鋰離子從本體遷移到表面并在材料表面形成Li2CO3，這一過(guò)程同時(shí)伴隨著材料表面脫氧而形成結(jié)構(gòu)扭曲的表面氧化物層。

　　任何一種正極材料，只要與暴露在空氣中就會(huì)生成碳酸鹽，只是量多少的問(wèn)題。表面堿性化合在不同種類(lèi)的正極材料的表面的形成難易程度是不一樣的，一般的規(guī)律是NCA≈高鎳NMC>低鎳NMC≈LCO>LMO>LFP。也就是說(shuō)，三元或者二元材料表面殘堿含量跟Ni含量有直接關(guān)聯(lián)。

　　正極材料的表面殘堿含量過(guò)高會(huì)給電化學(xué)性能帶來(lái)諸多負(fù)面影響。首先是它會(huì)影響涂布，NCA和富鎳三元材料在勻漿過(guò)程中很容易形成果凍狀，主要就是因?yàn)樗鼈儽砻娴膲A性氧化物含量太高吸水所致。表面堿性化合物對(duì)電化學(xué)性能的影響主要體現(xiàn)在增加了不可逆容量損失，同時(shí)惡化循環(huán)性能。

　　此外，對(duì)于NCA和富鎳三元材料來(lái)說(shuō)，表面的Li2CO3在高電壓下分解，是電池脹氣的主要原因之一，從而帶來(lái)安全性方面的隱患。因此，降低表面殘堿含量對(duì)于三元材料在動(dòng)力電池中的實(shí)際應(yīng)用具有非常重要意義。

　　目前國(guó)內(nèi)廠家普遍采用的是對(duì)三元材料進(jìn)行水洗，然后在較低的溫度二次燒結(jié)(水洗+二燒)的工藝來(lái)降低NMC表面殘堿含量。這個(gè)方法可以將表面殘堿清洗得比較徹底，但其弊端也是非常明顯的，處理之后的三元材料倍率和循環(huán)性能明顯下降而達(dá)不到動(dòng)力電池的使用要求，并且水洗+二燒還增加了成本，因此筆者并不推薦這個(gè)方法。

　　筆者個(gè)人認(rèn)為，需要在生產(chǎn)中綜合采取一系列的措施才能有效降低三元材料表面堿含量。在前驅(qū)體階段需要控制好氨水的含量和保護(hù)氣氛的分壓，對(duì)于高鎳三元甚至還需要加入適量的添加劑來(lái)降低碳和硫含量?；炝想A段嚴(yán)格控制Li/M比例，燒結(jié)階段優(yōu)化燒結(jié)溫度的升溫程序，退火階段控制氧分壓、降溫速度和車(chē)間濕度，最后真空密封包裝成品材料。

　　也就是說(shuō)，從前驅(qū)體開(kāi)始到最后包裝都需要嚴(yán)格控制材料與空氣的接觸。這一系列工藝措施的綜合使用，就可以有效降低三元材料的表面殘堿含量，即使是未改性的高鎳622其表面pH值也可以控制在11左右。另外，表面包覆也是降低三元材料表面殘堿含量的有效方法，因此高鎳的NMC一般都需要表面包覆改性。

　　筆者這里要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于正極材料尤其是NMC和NCA的表面殘堿問(wèn)題，必須引起正極材料生產(chǎn)廠家的高度重視，雖然不可能絕對(duì)無(wú)殘留，但必須使其含量盡可能低或是控制在穩(wěn)定合理的范圍之內(nèi)(一般500-1000ppm以下)。國(guó)內(nèi)NCA一直不能量產(chǎn)，一個(gè)很重要的技術(shù)原因就是在生產(chǎn)過(guò)程中疏忽了對(duì)溫度、氣氛和環(huán)境濕度的嚴(yán)格控制，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)封閉生產(chǎn)。