锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料及制法与应用制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料及其制法与应用，所述梯度结构的NCM三元正极材料的分子式为：LiNixCoyMnzO2，其中：0.6≤x≤0.9，0.1≤y+z≤0.4，x+y+z＝1，所述NCM三元正极材料包括由若干条状一次颗粒由中心向四周发散组合形成的球形颗粒，且材料具有从中心往外层呈Mn的含量保持不变，Ni的含量逐渐减小，Co的含量逐渐增大的梯度结构。该梯度结构的三元正极材料制备工艺简单，加工性能好，使用该材料制作的锂离子电池容量高，倍率性能、循环稳定性和安全性能好。

NCM ternary cathode material with gradient structure for lithium ion batteries and its preparation and Application

The present invention provides a gradient structure NCM ternary cathode material for lithium ion batteries and its preparation method and application. The molecular formula of the gradient structure NCM ternary cathode material is LiNixCoyMnzO 2. The gradient structure NCM ternary cathode material includes: 0.6 < x < 0.9, 0.1 < y + Z < 0.4, x + y + Z = 1. The NCM ternary cathode material includes several primary particles from the center. The spherical particles formed by divergent combination around the material have gradient structure with Mn content unchanged from the center to the outer layer, Ni content decreasing gradually and Co content increasing gradually. The gradient structure ternary cathode material has the advantages of simple preparation process, good processability, high capacity, high rate performance, cycle stability and safety.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料及制法与应用
本专利技术属于锂离子电池正极材料
，具体涉及一种锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料及其制备方法与应用。技术背景能源危机和能源安全是当前世界各国面临的严峻考验，改善能源结构，实现能源多元化是国家发展的必然选择。锂离子电池由于其具有高电压、高比能量、循环性能好、环境污染小等优势，目前已成为各国新能源产业发展的一个重点方向。而锂离子正极材料是锂离子电池的重要组成部分，也是锂离子电池性能的关键点。镍钴锰(NCM)三元正极材料，它是一种综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂性能的材料。NCM三元正极材料具有高比容量、长循环寿命、低毒和廉价等特点，NCM三种元素之间具有良好的协同效应，是目前应用最广泛的材料。由于电动汽车对高能量密度动力电池的追求，传统的NCM三元正极材料如NMC111型、NCM424型、NCM523型等已不能满足要求，因此需要比容量更高，能量密度更大的NCM三元正极材料。在氧化还原储能中，镍是主要成分，提高三元材料中镍的含量可以有效的提高材料的比容量。虽然高镍系三元正极材料(NCM三元材料中镍的摩尔分数在0.6以上的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料，其特征在于，所述梯度结构的NCM三元正极材料的分子式为：LiNixCoyMnzO2，其中：0.6≤x≤0.9，0.1≤y+z≤0.4，x+y+z＝1，所述NCM三元正极材料包括由若干条状一次颗粒由中心向四周发散组合形成的球形颗粒，且材料具有从中心往外层呈Mn的含量保持不变，Ni的含量逐渐减小，Co的含量逐渐增大的梯度结构。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料，其特征在于，所述梯度结构的NCM三元正极材料的分子式为：LiNixCoyMnzO2，其中：0.6≤x≤0.9，0.1≤y+z≤0.4，x+y+z＝1，所述NCM三元正极材料包括由若干条状一次颗粒由中心向四周发散组合形成的球形颗粒，且材料具有从中心往外层呈Mn的含量保持不变，Ni的含量逐渐减小，Co的含量逐渐增大的梯度结构。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料，其特征在于，所述的条状一次颗粒，其直径为50～200nm，长度为2.0～8.0μm。3.根据权利要求1所述的锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料，其特征在于，所述的球形颗粒的D50为3～15um，振实密度为1.5～3.0g/cm3。4.一种锂离子电池用梯度结构的NCM三元正极材料的制备方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：S1、按比例配置混合溶液A、混合溶液B：混合溶液A为Ni、Mn盐及晶体生长诱导剂的混合溶液，混合溶液B为Ni、Co、Mn盐及晶体生长诱导剂的混混合溶液；混合溶液A和混合溶液B中的Mn的摩尔百分含量相等，混合溶液A中Ni的摩尔百分比大于混合溶液B中Ni的摩尔百分比；S2、将混合溶液A持续泵入到连续搅拌的反应釜中，同时混合溶液B持续泵入到混合溶液A中，反应过程中，加入沉淀剂、络合剂共沉淀法层层沉淀，自组装形成分子式为：LiNixCoyMnz(OH)2的三元正极材料前驱体，其中：0.6≤x≤0.9，0.1≤y+z≤0.4，x+y+z＝1；所述前驱体包括由若干条状一次颗粒由中心向四周发散组合形成的球形颗粒，且具有从中心往外呈Mn的含量保持不变，Ni的含量逐渐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，唐泽勋，商士波，邹少良，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43