对NMC811电池材料的火焰辅助喷雾合成进行激光诊断调查
Yutao Zheng1, Jili Wei2, Lee Weller2
1Department of Engineering, University of Cambridge, Cambridge, CB2 1PZ, United Kingdom. yutaozheng@sjtu.edu.cn.
Scientific reports
|November 27, 2025
概括
这项研究引入了一种新型的平火反应堆,用于生产先进的电池材料,如NMC811. 研究人员使用激光诊断技术实时监测粒子形成和反应进展.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 由于其高能容量和导电性,对先进的电池材料如,,,氧化 (NMC811) 的需求很高.
- 电池材料的现有生产方法可能很复杂,需要优化.
- 火焰喷雾热解 (FSP) 为简化这些材料的合成提供了一个潜在的途径.
研究的目的:
- 开发和描述一个使用FSP合成NMC811电池材料的平火反应堆.
- 应用先进的激光诊断技术,以了解FSP过程中的反应动态和粒子形成.
- 建立一种实时监测FSP系统中反应进展的方法.
主要方法:
- 使用平面火焰反应堆进行金属酸盐溶液的气溶性火焰喷雾热解 (FSP).
- 采用相位多普勒粒子分析 (PDPA) 和Mie散射来描述前体滴及其空间分布.
- 使用355nm脉冲激光应用相位选择激光诱导分解光谱 (PS-LIBS) 来分析合成的粒子分布和辐射特征.
主要成果:
- 在750°C火后,成功合成了具有可接受性能的NMC材料.
- 在火焰中描述了反应剂,滴水和合成颗粒的空间分布.
- 证明了形成颗粒的排放可以作为监测FSP反应进展的替代品.
结论:
- 开发的平火反应堆为生产高性能NMC电池材料提供了可行的环境.
- 激光诊断技术,特别是PS-LIBS,是有效的工具,用于FSP过程的现场表征.
- 使用颗粒物排放来实时监测反应进展是可行的,以优化FSP合成.
