四元核-三元壳正极材料、制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种正极材料前驱体，所述正极材料前驱体为核壳结构，所述核的材料化学式为Ni1‑x‑y‑zCoxAlyMnzCO3，所述壳的材料化学式为Ni1‑r‑sCorAls(OH)2，1‑x‑y‑z为0.80至0.96范围内的数值；x大于0；y为0.01至0.10范围内的数值；z为0.01至0.10范围内的数值；1‑r‑s为0.34至0.70范围内的数值；r大于0；s为0.20至0.40范围内的数值。本发明专利技术的正极材料结构稳定，安全性能高，且循环寿命长、热稳定性好。

Quaternary core-ternary shell cathode materials, preparation methods and Applications

The present invention provides a precursor of cathode material. The precursor of cathode material is a core-shell structure. The material chemical formula of the core is Ni1_x_y_zCoxAlyMnzCO3. The material chemical formula of the shell is Ni1_r_sCorAls (OH) 2, 1_x_y_z is in the range of 0.80 to 0.96; x is greater than 0; y is in the range of 0.01 to 0.10; the value in the range of 0.01 to 0.10 z; and the value in the range of 0.01 to 0.10;r_s is 0. Values in the range of. 34 to 0.70; r greater than 0; s 0.20 to 0.40. The cathode material of the invention has stable structure, high safety performance, long cycle life and good thermal stability.

【技术实现步骤摘要】
四元核-三元壳正极材料、制备方法和用途
本专利技术涉及电极材料领域，具体涉及一种四元核-三元壳正极材料前驱体、正极材料、制备方法及用途。
技术介绍
锂离子电池作为一种新型的绿色能源，具有比能量高、自放电小、开路电压高、无记忆效应、循环寿命长、无环境污染等优点，因此被广泛用作手机、笔记本电脑、数码相机等电子产品的电源，同时，锂离子电池也是电动汽车电源，又是太阳能再生能源的储能电源。我们所熟知的离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、三元材料以及磷酸铁锂等，但由于钴资源匮乏，且毒性较大，造成钴酸锂生产成本居高不下，并对环境产生了不可逆转的影响；镍酸锂材料资源丰富在克容量的发挥与比能量方面都具有优势，但是其循环性能较差，限制了其产业化的应用；锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，但其循环性能及电化学稳定性较差，而大大限制了其产业化；磷酸铁锂材料的安全性与循环寿命都有显著的优点，但是材料自身压实密度太低，造成电池比能量不高，所以限制了整车在续航里程方面提升的空间；三元材料的成本低，相当于钴酸锂的1/4且更绿色环保，相比较其他几种材料提升了电池的能量密度，但是目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体为核壳结构，所述核的材料化学式为Ni1‑x‑y‑zCoxAlyMnzCO3，所述壳的材料化学式为Ni1‑r‑sCorAls(OH)2，1‑x‑y‑z为0.80至0.96范围内的数值；x大于0；y为0.01至0.10范围内的数值；z为0.01至0.10范围内的数值；1‑r‑s为0.34至0.70范围内的数值；r大于0；s为0.20至0.40范围内的数值。

【技术特征摘要】
1.一种正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体为核壳结构，所述核的材料化学式为Ni1-x-y-zCoxAlyMnzCO3，所述壳的材料化学式为Ni1-r-sCorAls(OH)2，1-x-y-z为0.80至0.96范围内的数值；x大于0；y为0.01至0.10范围内的数值；z为0.01至0.10范围内的数值；1-r-s为0.34至0.70范围内的数值；r大于0；s为0.20至0.40范围内的数值。2.一种权利要求1所述的正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(a)、前驱体核Ni1-x-y-zCoxAlyMnzCO3的制备将Ni源、Co源、Mn源和Al源溶解在去离子水中，得到第一溶液，将所述第一溶液、碳酸盐溶液、氨水进行混合，控制PH＝9-12，并于60-90℃下恒温反应3-12h，冷却至25-30℃，过滤得前驱体核Ni1-x-y-zCoxAlyMnzCO3；步骤(b)、核壳结构的前驱体的制备：将Ni源、Co源、Al源溶解在去离子水中，得到第二溶液，与前驱体核Ni1-x-y-zCoxAlyMnzCO3、氨水和NaOH溶液混合，控制PH＝10-12，并于60-65℃下恒温反应，过滤并洗涤后得到具有核壳结构的前驱体。3.根据权利要求2中所述的方法，其中所述第一溶液包括硫酸镍、乙酸镍、氯化镍、硝酸镍、硫酸锰、乙酸锰、氯化锰、硝酸锰、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸钴、乙酸钴、氯化钴、硝酸钴的一种以上；第二溶液包括硫酸镍、乙酸镍、氯化镍、硝酸镍、硫酸锰、乙酸锰、氯化锰、硝酸锰、硫酸钴、乙酸钴、氯化钴、硝酸钴的一种以上。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(b)中在前驱体核Ni1-x-y-zCoxAlyMnzCO3中还加入M源，所述M选自Ti、Ba、Sr、Mg、Cr、Zn、V、Cu中的至少一种。5.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式如式(I)所示：(Lia[Ni1-x-y-zCoxAlyMnz]O2)b·(Lia[Ni1-r-stCorAls]O2)1-b(I)a为1.01至1.07范围内的数值；b为0.70至0.95范围内的数值；1-x-y-z为0.80至0.96范围内的数值；x大于0；y为0.01至0.10范围内的数值；z为0.01至0.10范围内的数值；1-r-s为0.34至0.70范围内的数值；r大于0；s为0.20至0.40范围内的数值。6.根据权利要求5所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料为核壳结构，所述核的化学式为Lia[Ni1-x-y-zCoxAlyMnz]O2，所述壳的化学式为Lia[Ni1-r-s-tCorAls]O2。7.根据权利要求6所述的正极材料，其特征在于，所述核的平均尺寸在8微米和12微米之间。8.根据权利要求6所述的正极材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：任东，于英超，沈赟，方艳，
申请(专利权)人：林奈中国新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32