本发明专利技术涉及锂离子电池领域，具体而言，提供了一种NCM‑磷酸铁锂复合正极材料、锂离子电池及其制备方法。所述NCM‑磷酸铁锂复合正极材料主要由LiNixCoyMn1‑x‑yO2三元材料和磷酸铁锂复合而成，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1‑x‑yO2三元材料的20％‑80％；其中，0<x<1，0<y<1，0<1‑x‑y<1。该复合正极材料能够增大电池的使用电压范围、提高电池比容量、提高电池循环寿命、同时由于原材料储量更丰富因此能降低成本。
【技术实现步骤摘要】
NCM-磷酸铁锂复合正极材料、锂离子电池及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种NCM-磷酸铁锂复合正极材料、锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池系一种新型的绿色化学电源，与传统的镍镉电池、镍氢电池相比具有电压高、寿命长和能量密度大的优点。随着锂电池技术的不断更新和发展，其质轻、高容、长寿命的优点逐渐得到消费者的青睐。锂电池市场已经由手机扩展到相机、DVD、航膜、玩具等多种领域。近年来，锂离子电池由于具有电压高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面。锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，三元锂离子电池正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2(NCM)凭借比容量高的优势，被认为是极具应用前景的锂离子动力电池正极材料，然而其成本稍高、循环性能一般、安全性稍差。磷酸铁锂是一种新型的锂离子电池正极材料，其安全性能与循环寿命是其它电池材料无法比拟的，满足了电动车频繁充放电的需要，而且以磷酸铁锂为正极材料的大容量锂离子电池更易串联使用，可以为电动车提供更高的动力；另外，磷酸铁锂具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代动力锂离子电池的理想正极材料；然而，其比容量较低，电压较低。寻找能够增大电池的使用电压范围、提高电池比容量、提高电池循环寿命、同时降低成本的正极材料成为锂电行业的一个研究重点。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种NCM-磷酸铁锂复合正极材料，该复合正极材料能够增大电池的使用电压范围、提高电池比容量、提高电池循环寿命、同时由于原材料储量更丰富因此能降低成本。本专利技术的第二目的在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括上述NCM-磷酸铁锂复合正极材料，因此具有使用电压范围广、比容量高、循环寿命长和成本低的优点。本专利技术的第三目的在于提供一种锂离子电池的制备方法，该方法工艺简单、科学合理，制备得到的锂离子电池具有使用电压范围广、比容量高、循环寿命长和成本低的优点。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种NCM-磷酸铁锂复合正极材料，主要由LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料和磷酸铁锂复合而成，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的20％-80％；其中，0<x<1，0<y<1，0<1-x-y<1。作为进一步优选的技术方案，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的25％-70％。作为进一步优选的技术方案，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的35％-65％。作为进一步优选的技术方案，所述LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料为LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2或LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中的至少一种。第二方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，包括上述NCM-磷酸铁锂复合正极材料。作为进一步优选的技术方案，还包括负极材料，所述负极材料包括天然石墨、人造石墨或硅基材料中的至少一种。第三方面，本专利技术提供了一种上述锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：(a)分别将包含所述NCM-磷酸铁锂复合正极材料的正极浆料和负极浆料涂覆于正极集流体和负极集流体的两侧，然后进行干燥和压实，形成正极片和负极片；(b)将正极片和负极片分别裁成所需要的尺寸并组装成电芯；(c)将电芯装入壳体内，然后向壳体内注入电解液，再封口，最后进行化成和分容即得所述锂离子电池。作为进一步优选的技术方案，所述正极浆料还包括导电剂和粘结剂，NCM-磷酸铁锂复合正极材料、正极导电剂和正极粘结剂的质量比为93-97：1-2：1-2，优选为94-96：1-2：1-2；优选地，正极导电剂包括导电碳黑；优选地，正极粘结剂包括PVDF。作为进一步优选的技术方案，所述负极浆料包括负极材料、负极导电剂和负极粘结剂，负极材料、负极导电剂和负极粘结剂的质量比为94-96：0.5-2：1-4，优选为94-95：0.5-1：1-2。作为进一步优选的技术方案，负极导电剂包括导电碳黑；优选地，负极粘结剂包括CMC和/或SBR；优选地，CMC和SBR的质量比为0.5-1.5：0.5-1.5，优选为0.8-1.2：0.8-1.2。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的NCM-磷酸铁锂复合正极材料主要由特定含量的LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料和磷酸铁锂复合而成，该复合正极材料综合了LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料和磷酸铁锂各自的优势，同时弥补了各自的不足，该复合正极材料能够增大电池的使用电压范围、提高电池比容量、提高电池循环寿命、同时由于原材料储量更丰富因此能降低成本。本专利技术提供的锂离子电池包括上述NCM-磷酸铁锂复合正极材料，因此具有使用电压范围广、比容量高、循环寿命长和成本低的优点。本专利技术提供的锂离子电池的制备方法工艺简单、科学合理，制备得到的锂离子电池具有使用电压范围广、比容量高、循环寿命长和成本低的优点。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。第一方面，在至少一个实施例中提供了一种NCM-磷酸铁锂复合正极材料，主要由LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料和磷酸铁锂复合而成，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的20％-80％；其中，0<x<1，0<y<1，0<1-x-y<1。典型但非限制性地，磷酸铁锂(LiFePO4)的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％。典型但非限制性地，x、y、1-x-y的取值各自独立地为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9。上述NCM-磷酸铁锂复合正极材料主要由特定含量的LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料和磷酸铁锂复合而成，该复合正极材料综合了LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料和磷酸铁锂各自的优势，同时弥补了各自的不足，该复合正极材料能够增大电池的使用电压范围、提高电池比容量、提高电池循环寿命、同时由于原材料储量更丰富因此能降低成本。在一种优选的实施方式中，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的25％-70％。在一种优选的实施方式中，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的35％-65％。磷酸铁锂的质量在上述优选的范围内时，复合正极材料的性能更加优异，各性能之间的平衡性更好，因而能够使锂离子电池的综合性能更加优异，实际应用效果更好。在一种优选的实施方式中，所述LiNixCoyMn本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种NCM‑磷酸铁锂复合正极材料，其特征在于，主要由LiNixCoyMn1‑x‑yO2三元材料和磷酸铁锂复合而成，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1‑x‑yO2三元材料的20％‑80％；其中，0<x<1，0<y<1，0<1‑x‑y<1。
【技术特征摘要】
1.一种NCM-磷酸铁锂复合正极材料，其特征在于，主要由LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料和磷酸铁锂复合而成，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的20％-80％；其中，0<x<1，0<y<1，0<1-x-y<1。2.根据权利要求1所述的NCM-磷酸铁锂复合正极材料，其特征在于，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的25％-70％。3.根据权利要求1所述的NCM-磷酸铁锂复合正极材料，其特征在于，磷酸铁锂的质量为LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料的35％-65％。4.根据权利要求1-3任一项所述的NCM-磷酸铁锂复合正极材料，其特征在于，所述LiNixCoyMn1-x-yO2三元材料为LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2或LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中的至少一种。5.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的NCM-磷酸铁锂复合正极材料。6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，还包括负极材料，所述负极材料包括天然石墨、人造石墨或硅基材料中...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏凯，乔乔，陆文宁，
申请(专利权)人：北京国能电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。