镍锰酸锂回转炉

镍锰酸锂属于无机金属复合氧化物，因此一般无机材料的合成方法都可以用于合成镍锰酸锂，例如固相法（球磨法）、共沉淀法、溶胶凝胶法、喷雾热解法等

　　固相法即是将原料简单混合后进行一定条件下的球磨，使材料的混合均匀程度能达到微米级别，然后在高温下对球磨混合物进行高温处理，一般15 个小时以上的高温热处理即可实现原料组分在微米范围内的均匀扩散。这种方法的优势是成本低，但对于组成元素复杂的目标产物不适合，根据文献报道的结果，一般由固相球磨法制备得到的镍锰酸锂含有较多的杂相成分，比容量不高，材料的充放电曲线很难呈现单一的充放电平台。究其原因，仍然是原料混合的均匀性不好。

　　熔盐浸渍法是以碱金属盐形成的低熔点共熔物为反应介质，由于反应物在熔盐中有一定的溶解度，因此大大加快了离子的扩散速率，离子在固-液界面扩散并在液相中实现原子水平上的均匀混合，使得反应具有一定的液相反应特征，固-固反应转化为固-液反应。Kim等通过熔盐法制备得到晶体形貌良好的镍锰酸锂，具有139mAh/g 的初始放电容量，常温循环50 次后仍然有99%的容量保持率。熔盐法一般都使用过量的共熔盐，故在反应结束后需要用合适的溶剂将盐类溶解以便与产物分离，这在规模化生产中是必须要考虑的一个问题。

　　共沉淀法是通过沉淀剂首先将镍、锰的可溶性盐转化成共沉淀复合物，例如Ni0.5Mn1.5(CO3)2、Ni0.5Mn1.5(OH) 4等，然后加进锂盐进行固相球磨，高温煅烧等也可得到镍锰酸锂产物，这种方法根据具体的合成方案在成本和操作难度上有所区别，在合成层状三元材料方面已经实现了批量化生产，国外用此方法合成的镍锰酸锂的电化学性能指标也非常优异，但使用的是价格昂贵的碳酸铵，在批量化生产中，如果选择的设备不合适，则很可能难以控制批次质量的稳定性。共沉淀法合成镍锰酸锂只是在镍、锰起始混合阶段实现了分子水平的均匀混合，但生成的共沉淀复合物仍然要第二次与锂盐进行第二次固相混合，所以仍然存在混合均匀性的问题。

　　溶胶-凝胶法是将可溶性的镍盐、锰盐、锂盐制备成溶胶后，分别经过凝胶固定、高温分解煅烧，对于合成在空气气氛下具有高温稳定性的镍锰酸锂材料非常有优势，***主要的是，可溶性的原料实现的是分子水平上的均匀混合，是原料混合的***理想状态。各种采用溶胶-凝胶法制备镍锰酸锂的路线中，关键在于溶胶形成方法及形成溶胶的稳定性，另外一般溶胶-凝胶法都存在操作复杂、原料***价格昂贵的问题，所以能不能找到一种简便、低廉的溶胶凝胶合成路线就成为其实现产业化生产的制约因素。还有一个问题是：溶胶-凝胶法虽然能保证原料前驱体的均匀混合，但传统的溶胶-凝胶方式对不同的金属离子有着不同的溶胶形成条件。因此很多文献报道的采用溶胶-凝胶法合成的镍锰酸锂也存在着电压平台单一性不好，有杂相存在，造成这种结果的原因就是溶胶-凝胶体系不稳定，产生了成分离析，或者是在高温分解过程中个组分分解温度点不一致等。

　　燃烧法是利用反应物的燃烧放热反应来实现材料合成的方法，也叫自燃烧反应（SCR，Self-Combustion Reaction）。燃烧法可分为自蔓延高温合成（SHS，Self-propagatingHigh-temperature Synthes）和低温燃烧合成（LCS，Low-temperature Combustion Synthes），前者主要应用于制备难熔化合物、陶瓷、焊接、铸造及表面涂覆领域；后者则广泛用于无机复合纳米粉体的制备，近年来常见有用于合成电极材料的报道。二十世纪九十年代以来，由溶胶-凝胶法和低温燃烧法相结合产生“溶胶-凝胶-自燃烧”合成工艺，是利用具有氧化性的硝酸根离子与有机络合物的反应，在较低温度（573K~773K）下即可实现原位氧化，自发燃烧生成产物的初级粉。如范未峰等通过自蔓延燃烧方法合成了性能优良的镍锰酸锂样品，具有单一的尖品石相结构；具有131 mAh/g以上的可逆容量：在2C倍率下循环100次后的容量保持率为96%。

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