【技术实现步骤摘要】
一种原位硼掺杂四元正极材料及其制备方法与应用
[0001]本专利技术属于正极材料制备领域,涉及一种原位硼掺杂四元正极材料的制备方法,尤其涉及一种原位硼掺杂四元正极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]NCMA电池是在镍钴锰三元电池的材料中引入部分铝元素,从而实现降低成本并显著提升电池安全性能。正极材料含量和目前量产的三元材料523、811、NCA相比,NCMA材料的镍含量可达90%以上,钴含量降低至5%以下,其可以实现提升电池能量密度、降低成本、改善充放电性能的多维度平衡。不容忽视的是,随着Ni含量的升高,Ni
3+
含量增多,其与O能带重叠多,在高脱锂状态,晶格O会从晶格中脱出,结构被破坏造成循环性能,安全性变差等问题依旧严峻。
[0003]CN 109473657A公开了一种掺杂包覆的镍钴铝锰四元锂离子电池正极材料,化学式为:(LiaNi1‑
x
‑
y
‑
z
Co
x
Al
y
Mn
z
)1‑
b
M
b1
M
b2
O2,a、b、x、y为摩尔分数,x>0,y>0,1
‑
x
‑
y>0,0.01<z<0.05,1≤a≤1.1,b=b1+b2,0<b≤0.01;M、M'选自碱金属元素、碱土金属元素、第13族元素、第14族元素、过渡金属元素及稀土元素中的一种或多 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种原位硼掺杂四元正极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:(1)混合镍盐、钴盐、锰盐与硼酸盐,得到金属盐溶液;(2)混合沉淀剂、络合剂与步骤(1)所得金属盐溶液,进行共沉淀反应,得到前驱体;(3)混合锂盐、铝源与步骤(2)所得前驱体,进行烧结、粉碎与过筛,得到二次料;(4)对步骤(3)所得二次料进行湿法后处理,得到所述原位硼掺杂四元正极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述镍盐包括硫酸镍、硝酸镍或氯化镍中的任意一种或至少两种的组合;优选地,步骤(1)所述钴盐包括硫酸钴、硝酸钴或氯化钴中的任意一种或至少两种的组合;优选地,步骤(1)所述锰盐包括硫酸镍、硫酸锰或硫酸钴中的任意一种或至少两种的组合;优选地,步骤(1)所述硼酸盐包括硝酸硼、硫酸硼或硼酸钠中的任意一种或至少两种的组合;优选地,步骤(1)所得金属盐溶液中的金属离子总浓度为0.6
‑
1.5mol/L。3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述沉淀剂的浓度为0.01
‑
2mol/L;优选地,步骤(2)所述沉淀剂包括氢氧化钠和/或氢氧化钾;优选地,步骤(2)所述络合剂的浓度为0.01
‑
4mol/L;优选地,步骤(2)所述络合剂包括氨水和/或柠檬酸;优选地,所述沉淀剂、络合剂与金属盐溶液的体积比为(2
‑
4):(0.5
‑
1):(9
‑
11);优选地,步骤(2)所述共沉淀反应在氮气和/或惰性气体气氛下进行;优选地,步骤(2)所述共沉淀反应的pH范围为10
‑
13。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述的锂盐的摩尔量与二次料中镍、钴、锰与铝的总摩尔量之比为(1.01
‑
1.08):1;优选地,步骤(3)所述铝源包括氧化铝、氢氧化铝、磷酸铝或氯化铝中的任意一种或至少两种的组合;优选地,步骤(3)所述烧结的气氛为氧化性气体,浓度在95%以上;优选地,步骤(3)所述烧结包括第一烧结和第二烧结;优选地,所述第一烧结的温度为700
‑
725℃;优选地,所述第一烧结的时间为3
‑
6h;优选地,所述第二烧结的温度为730
‑
760℃;优选地,所述第二烧结的时间为6
‑
9h;优选地,步骤(3)所述过筛的目数为200
‑
400目。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所得二次料中镍的摩尔量为90mol%以上;优选地,步骤(3)所得二次料中钴的摩尔量为5mol%以下;优选地,步骤(3)所得二次料中硼的摩尔量为0.05
‑
0.5mol%;优选地,步骤(3)所得二次料中铝的摩尔量为0.5
‑
1.5...
【专利技术属性】
技术研发人员:鲍荣荣,徐珊珊,侯月丹,周宏宝,张虎,周青宝,朱卫泉,
申请(专利权)人:天津国安盟固利新材料科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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