一种高安全、高比容量、高镍正极材料及其制备方法以及一种锂离子电池技术

技术编号:20848552 阅读:50 留言:0更新日期:2019-04-13 09:24
一种高安全、高比容量、高镍正极材料及其制备方法以及一种锂离子电池。本发明专利技术提供了一种高安全高比容量高镍正极材料。本发明专利技术首先对LinNi1‑x‑yCoxMyO2进行包覆,得到式I所示的基材,然后再对基材进行洗涤、烘干处理,最后在进行包覆,形成一种复合高镍正极材料。洗涤前进行包覆能降低洗涤过程对材料表面晶体结构的破坏,从而提高材料的循环与安全性能,洗涤烘干后的包覆会在基材表面形成一种锂离子导体层,减小内阻,提高材料的比容量、倍率与循环性能。本发明专利技术制备的高镍正极材料具有较低的残碱量且具有高的能量密度、优异的倍率性能、循环性能与安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高安全、高比容量、高镍正极材料及其制备方法以及一种锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
,具体涉及一种高安全、高比容量、高镍正极材料及其制备方法以及一种锂离子电池。
技术介绍
20世纪90年代,索尼公司首次将钴酸锂成功应用于小型电子产品领域,与其它可充电池电池相比,锂离子电池具有工作电压高、无记忆效应、比能量高、充放电寿命长、对环境污染小、充电速度快、自放电率低等优点。但是,随着中国大力推广新能源汽车,使得开发一种高比容量、长寿命、高倍率与高安全性能的锂离子电池正极材料刻不容缓。在我们国家公布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》中,确定到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量过500万辆。这一规划的发布以及石油、煤炭等不可再生资源的不断减少,加快了新型锂离子电池正极材料的开发速度。目前常规的锂离子电池正极材料钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂及镍钴锰酸锂,难以满足新能源汽车对高能量密度、高倍率充放电与高安全性的要求,因此高比容量、高倍率、长循环与高安全性能的锂离子电池正极材料成为了业界研究的重点。研究发现,以镍钴铝或镍钴锰为体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高安全高比容量高镍正极材料,其特征在于,包括基材以及包覆于所述基材表面的包覆层,所述基材为式I所示的化合物:LinNi1‑x‑yCoxMyO2·mLitRaOb  式I;式I中,0.98<n≤1.26,0.00≤x<0.35,0.00<y<0.3,0.00<x+y≤0.4,0.00<m≤0.10,0.0≤t≤6.00,0<a≤6.0,b为化合价匹配系数,b=(R的化合价*a+1)/2;M和R独立的选自锂、锰、铝、钼、铬、钒、镧、钪、铈、铌、钼、钴、镁、锆、锶、钇、钡、钛、氟、硅、硼和磷中的一种或多种;其中,所述基材以LinNi1‑x‑yCoxMyO2为芯材,以LitRaOb为锂离子导体...

【技术特征摘要】
1.一种高安全高比容量高镍正极材料,其特征在于,包括基材以及包覆于所述基材表面的包覆层,所述基材为式I所示的化合物:LinNi1-x-yCoxMyO2·mLitRaOb式I;式I中,0.98<n≤1.26,0.00≤x<0.35,0.00<y<0.3,0.00<x+y≤0.4,0.00<m≤0.10,0.0≤t≤6.00,0<a≤6.0,b为化合价匹配系数,b=(R的化合价*a+1)/2;M和R独立的选自锂、锰、铝、钼、铬、钒、镧、钪、铈、铌、钼、钴、镁、锆、锶、钇、钡、钛、氟、硅、硼和磷中的一种或多种;其中,所述基材以LinNi1-x-yCoxMyO2为芯材,以LitRaOb为锂离子导体包覆层;所述包覆层选自元素Z的氧化物、氢氧化物、酸或酸式盐,所述Z选自锂、锰、铝、钼、铬、钒、镧、钪、铈、铌、钼、钴、镁、锆、锶、钇、钡、钛、氟、硅、硼和磷中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述芯材的中值粒径为3~20μm,所述锂离子导体包覆层的厚度为1~1000nm,所述包覆层的厚度为1~1000nm。3.一种如权利要求1~2任意一项所述的正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:A)将LinNi1-x-yCoxMyO2与R的氧化物、氢氧化物、酸或酸式盐混合均匀,在空气或含氧气气氛下热处理后得到基材LinNi1-x-yCoxMyO2·mLitRaOb,其中,0.98<n≤1.26,0.00≤x<0.35,0.00<y<0.3,0.00<x+y≤0.4,0.00<m≤0.10,0.0≤t≤6.00,0<a≤6.0,b为化合价匹配系数,b=(R的化合价*a+1)/2;M和R独立的选自锂、锰、铝、钼、铬、钒、镧、钪、铈、铌、钼、钴、镁、锆、锶、钇、钡、钛、氟、硅、硼和磷中的一种或多种;B)将所述基材经过洗涤和烘干后与添加剂混合,在空气、氧气或氮气气氛下热处理后得到高安全高比容量高镍正极材料,所述添加剂选自元素Z的氧化物、氢氧化物、酸或酸式盐。4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述LinNi1-x-yCoxMyO2的制备方法为:1)将...

【专利技术属性】
技术研发人员:王碧军袁徐俊佘圣贤孙保国黄连友黄洁文于建梅文捷刘志远王尊志
申请(专利权)人:宁波容百新能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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