The invention is applicable to the technical field of lithium batteries, and provides a single crystal cathode material for lithium-ion batteries, which is different from the single particle material of traditional secondary particle polymer, and a preparation method thereof. On the basis of the traditional doped improved ternary material, the material is first crushed by a strong crushing technique, and then treated by a radio frequency plasma to make the material instantaneously recrystallize locally, to obtain the intermediate of the single crystal-like material, and finally to obtain the ultra-fine single crystal-like material by surface modification after crushing. The lithium cathode material with single crystal morphology is prepared by three times heat treatment, which is suitable for the application in the field of high voltage lithium ion battery and improves the safety performance of the material under high voltage. This method breaks through the limitation of conventional sintering preparation of ternary single crystal materials, and the raw materials need not use special precursors, so it is practical.
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池类单晶正极材料及其制备方法
本专利技术属于锂电池正极材料
,尤其涉及一种锂离子电池类单晶正极材料及其制备方法。
技术介绍
层状镍钴锰三元正极材料因其具有较高的比能量、良好的循环稳定性、安全性、低毒性和低成本等优势而受到广泛关注。目前,国内外三元正极材料主要为细小一次颗粒团聚而成的二次球型颗粒。二次球型颗粒存在如下应用问题:1)二次球结构致使其“骨架”结构牢固性差,在高压实条件下,二次球易破碎,致使材料内部颗粒裸露,副反应增加和金属离子溶出加剧,导致电性能特别是使用寿命下降;2)二次球内外部一次粒径小且结构缺陷多,在高电压充放电条件下易发生结构坍塌;3)二次球颗粒内部难以包覆,高电压充放电过程中界面副反应难以抑制,造成材料结构破坏;4)二次颗粒材料容易发生产气严重的现象,同时高电压安全性能较差。把三元正极材料做成类单晶形貌,可以有效改善材料在使用过程中特别是高电压下的的高温循环、存储等方面的问题。此外,类单晶型材料还具有以下优点:1)加工性能优,极片辊压后材料不易破碎,压实密度较高,体积能量密度较高;2)特殊的单颗粒,比表面积大,粒径小,动力学活性高;3)单晶颗粒表面较为光滑,于导电剂接触良好,利于锂离子的传输。
技术实现思路
鉴于上述问题,本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池类单晶正极材料及其制备方法,旨在解决现有二次球型颗粒形貌的三元正极材料高温高电压电性能以及安全性能较差的技术问题。一方面,所述锂离子电池类单晶正极材料的制备方法包括下述步骤:步骤S1、按一定比例称取三元前驱体、锂源、掺杂改进剂,混合制备得到调和粉;步骤S2、将所述调和 ...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池类单晶正极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:步骤S1、按一定比例称取三元前驱体、锂源、掺杂改进剂,混合制备得到调和粉;步骤S2、将所述调和粉在一定温度下焙烧一段时间获得掺杂二次球三元材料;步骤S3、将所述掺杂二次球三元材料采用高压气流进行粉碎分级;步骤S4、利用惰性气体将高压气流粉碎后的粉末流化态,通入射频等离子球化系统瞬间球化;步骤S5、将球化后的材料再次粉碎后分级回收获得中间体;步骤S6、按一定比例称取所述中间体与包覆添加剂高速混合,并恒温热处理一段时间后,获得类单晶形貌的锂离子电池类单晶正极材料。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池类单晶正极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:步骤S1、按一定比例称取三元前驱体、锂源、掺杂改进剂,混合制备得到调和粉;步骤S2、将所述调和粉在一定温度下焙烧一段时间获得掺杂二次球三元材料;步骤S3、将所述掺杂二次球三元材料采用高压气流进行粉碎分级;步骤S4、利用惰性气体将高压气流粉碎后的粉末流化态,通入射频等离子球化系统瞬间球化;步骤S5、将球化后的材料再次粉碎后分级回收获得中间体;步骤S6、按一定比例称取所述中间体与包覆添加剂高速混合,并恒温热处理一段时间后,获得类单晶形貌的锂离子电池类单晶正极材料。2.如权利要求1所述锂离子电池类单晶正极材料的制备方法,其特征在于,步骤S1称取的三元前驱体为镍钴锰三元前驱体,具体为镍、钴、锰的复合氢氧化物或复合氧化物。3.如权利要求1所述锂离子电池类单晶正极材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中的改进掺杂剂的掺杂元素优选为Mg、Sr、Ba、Y、W、Nb中的一种或多种,掺杂元素的添加量为500~5000ppm。4.如权利要求2所述锂离子电池类单晶正极材料的制备方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:许开华,张明龙,徐世国,陈玉君,张文艳,
申请(专利权)人:格林美无锡能源材料有限公司,格林美股份有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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