低游离锂的氧化铝包覆高镍正极材料、制法和应用制造技术

技术编号:21094110 阅读:35 留言:0更新日期:2019-05-11 11:41
本发明专利技术涉及低游离锂的氧化铝包覆高镍正极材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的电池正极材料,其化学通式为LiaNixCoyMnzMbO2·cAl2O3,其中:1.00≤a≤1.20,0.00<b≤0.01,0.00<c≤0.01,0.80≤x<1.00,0.00≤y<0.12,0.00≤z<0.2,x+y+z=1;M为掺杂元素,其选自Mg、Ti、Al、Zr、Y、Ba及稀土元素中的一种或两种以上;所述正极材料包括面积百分数为90‑100%的一次颗粒和面积百分数为0‑10%的一次颗粒团聚体,其中所述一次颗粒团聚体由不超过10个一次颗粒组成。通过掺杂和包覆,制备了一种低游离锂的高镍正极材料,在提高材料的比容量的同时也有效的改善了循环和安全性能。

【技术实现步骤摘要】
低游离锂的氧化铝包覆高镍正极材料、制法和应用
本专利技术涉及锂离子电池领域,具体涉及一种低游离锂氧化铝包覆高镍正极材料,以及用该高镍正极材料制成的电化学性能得到改善的高容量的动力型锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有能量密度高、工作电压高、克容量大、自放电小、循环性好、重量轻、体积小的优点,广泛应用于手机电池、笔记本电脑电池和移动电源。高镍锂离子电池(Ni的摩尔分数≥0.6)能量密度高,有望成为未来电动汽车的主要动力来源之一。目前各家企业生产的高镍正极材料是二次球形颗粒,在涂布冷压过程中容易导致颗粒破碎。制成电池后,在多次充放电循环过程中二次球形颗粒也容易碎裂,导致内阻增加,电池内部发热和胀气严重,电池的容量衰减加快。高镍正极材料中Ni的摩尔分数达到或者超过0.8时,可以大幅提升电池能量密度。但同时,由于锂电池正极材料的Ni的摩尔分数超过0.8以后,结构不稳定,锂离子容易向外部迁移,极易吸潮,导致游离锂偏高,水分偏高,造成电池热稳定性的持续下降,进而影响到电池的安全性。镍在反应过程中还会影响电池循环性能,导致正极材料的容量保持率急剧降低。另外,目前高镍正极材料的生产通常采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化铝包覆高镍锂离子电池正极材料,其特征在于,所述正极材料的化学通式为LiaNixCoyMnzMbO2〃cAl2O3,其中:1.00≤a≤1.20,0.00<b≤0.01,0.00<c≤0.01,0.80≤x<1.00,0.00≤y<0.12,0.00≤z<0.2,x+y+z=1;M为掺杂元素,其选自Mg、Ti、Al、Zr、Y、Ba及稀土元素中的一种或两种以上;所述正极材料包括面积百分数为90‑100%的一次颗粒和面积百分数为0‑10%的一次颗粒团聚体,其中所述一次颗粒团聚体由不超过10个一次颗粒组成。

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝包覆高镍锂离子电池正极材料,其特征在于,所述正极材料的化学通式为LiaNixCoyMnzMbO2〃cAl2O3,其中:1.00≤a≤1.20,0.00<b≤0.01,0.00<c≤0.01,0.80≤x<1.00,0.00≤y<0.12,0.00≤z<0.2,x+y+z=1;M为掺杂元素,其选自Mg、Ti、Al、Zr、Y、Ba及稀土元素中的一种或两种以上;所述正极材料包括面积百分数为90-100%的一次颗粒和面积百分数为0-10%的一次颗粒团聚体,其中所述一次颗粒团聚体由不超过10个一次颗粒组成。2.根据权利要求1所述的正极材料,其中,1.10≤a≤1.20,0.002≤b≤0.01,0.0005<c≤0.002;优选的是,1.10≤a≤1.20,0.002≤b≤0.005,0.0007<c≤0.0011;进一步优选的是0.85≤x<1.00,0.00<y<0.09,0.00<z<0.15;进一步优选的是,0.90≤x<1.00,0.01<y<0.07,0.01<z<0.1。3.根据权利要求1或2所述的正极材料,其中,所述正极材料包括面积百分数为95-100%的一次颗粒和面积百分数为0-5%的一次颗粒团聚体;优选的是,所述一次颗粒团聚体由不超过5个一次颗粒组成;进一步优选的是,所述一次颗粒团聚体由不超过3个一次颗粒组成;进一步优选的是,所述正极材料包括面积百分数为99-100%的一次颗粒和面积百分数为0-1%的一次颗粒团聚体。4.根据权利要求1-3任一项所述的正极材料,其中,以质量计,所述正极材料含有游离碳酸锂<2500ppm;优选的是,所述正极材料含有游离碳酸锂<2400ppm;进一步优选的是,所述正极材料含有游离碳酸锂<2300ppm;进一步优选<2200ppm。5.根据权利要求1-4任一项所述的正极材料,其中,以质量计,所述正极材料含有游离氢氧化锂<1500ppm;优选的...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄金余烨向黔新王丽娟周朝毅梅铭李路
申请(专利权)人:贵州振华新材料股份有限公司贵州振华新材料有限公司贵州振华义龙新材料有限公司
类型:发明
国别省市:贵州,52

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