【摘要】 本文解析NH4FHF氟化处理技术如何通过转化锂离子电池LNCA正极表面游离锂为LiF层，减少副反应气体逸出，抑制电池膨胀，提升电极制造稳定性与循环寿命。

随着电动汽车和储能系统的普及，**锂离子电池（LIB）**的高能量密度需求日益增长。其中，锂镍钴铝氧化物（LNCA）作为核心正极材料，其表面残留的游离锂化合物（如Li2CO3和LiOH）易与电解质发生副反应，导致气体逸出和电池膨胀，严重制约电池寿命。针对这一问题，NH4FHF氟化处理技术通过一步湿法工艺，将表面游离锂转化为稳定的LiF纳米层，显著提升电池稳定性。

 

技术原理与优势

1.表面游离锂转化： LNCA表面残留的Li2CO3和LiOH与NH4FHF反应，生成致密LiF保护层。该层有效隔绝电解质接触，减少副反应气体（如CO₂）的生成，抑制电池膨胀问题。

2.工艺简化： 传统方法依赖清洗或外覆涂层，而氟化处理仅需一步湿法流程，无需高温或复杂设备，适合大规模生产。

3.性能稳定： XPS分析显示（图1），处理后镍元素（Ni²⁺/Ni³⁺）的化学状态未改变，电化学容量保持率超过95%，验证了技术的可靠性。

图 1. LNCA 的 XPS 数据：（a，b）氟和（c，d）镍峰（a，c）在 NH4FHF 处理之前和（b，d）之后。镍峰解卷积为 Ni2+ 和 Ni3+【1】

 

实验数据与效果验证

  • XPS分析： 氟化处理后，LNCA表面检测到LiF特征峰（图1b），而镍峰（图1d）未发生偏移，证明反应仅针对游离锂，不影响正极本体结构。
  • pH值变化： 处理后的LNCA水分散液pH值降低，表明LiOH被有效清除，避免浆料中PVDF粘合剂过早聚合，提升电极加工稳定性。
  • 电化学测试： 循环充放电实验显示，氟化处理后的LNCA正极在500次循环后容量衰减率小于5%，远优于未处理样品。

 

应用前景与行业价值

该技术不仅解决了LIB因副反应导致的膨胀问题，还通过简化工艺流程降低了生产成本。目前已在多家头部电池企业试点，适用于动力电池和储能系统的电极制造。未来结合高镍正极材料开发，将进一步推动高能量密度电池的商业化应用。

 

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