高镍低游离锂的锂离子三元正极材料及其制法和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种高镍低游离锂的锂离子三元正极材料及其制法和应用。所述正极材料的化学式为LiNixCoyMn(1‑x‑y)MαO2，元素Mn可以与元素Al元素互相替换，替换比例为0‑100％，其中：x＝0.6‑0.9，y＝0.01‑0.2，x+y＜1；M为掺杂元素，选自Al、Mg和/或Zr，0≤α＜0.08；所述正极材料包括一次颗粒和由一次颗粒团聚而成的二次颗粒，其中，一次颗粒的质量百分比为80.0‑99.5％，正极材料的平均长径比为1.5‑3.0，其中正极材料含有的游离锂离子含量低于0.16wt％。本发明专利技术的正极材料Ni含量高，游离锂含量低，一次颗粒含量高，安全性能好，可应用于高电压、长循环体系。本发明专利技术制备正极材料的方法，省去了传统前驱物沉淀制备工序，同时更有利于掺杂元素的稳定均一分散和原位合成，方法经济可行，适用性广泛，具有较好的应用前景。

Lithium ion ternary cathode material with high nickel and low free lithium and its preparation and Application

The invention relates to a lithium ion ternary cathode material with high nickel and low free lithium, its preparation method and application. The chemical formula of the cathode material is LiNixCoyMn(1_x y)Malpha O 2. The element Mn can be replaced with the element Al at a replacement ratio of 0_100%. Among them, x=0.6_0.9, y=0.01_0.2, x+y<1, M is a doped element selected from Al, Mg and/or Zr, and 0

【技术实现步骤摘要】
高镍低游离锂的锂离子三元正极材料及其制法和应用
本专利技术涉及锂离子电池
，主要涉及锂离子电池正极材料领域，具体涉及一种以一次颗粒为主的高镍三元正极材料的制备方法和应用。
技术介绍
近年来随着智能手机，智能汽车的兴起，对移动设备的动力能量密度及安全性的要求越来越高。目前常见的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸亚铁锂。其中钴酸锂由早期安全性较差的镍酸锂材料改进而来，尽管重量能量密度高，但因钴储存量有限因而主要用于3C领域的小型移动终端中。锰酸锂及磷酸铁锂材料能量密度较低，有逐渐被镍钴锰酸锂等含钴低的高镍材料替代的趋势。镍钴二元及镍钴锰三元材料通常为层状岩盐结构材料，其中Ni、Co、Mn为同周期相邻元素，镍和锰元素的含量可高可低，且锰可以被铝元素完全取代，因此它们能以任意比例混合形成固溶体并且保持层状结构不变，具有很好的结构互补性，较好地兼备了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂的优点，且弥补了各自的不足，由于具有高比容量、成本较低、循环性能稳定、安全性能较好等特点，被视为下一代锂离子电池正极材料的理想之选。通常以结构式中镍的摩尔含量为0.5以上的镍钴锰三元材料称为高镍三元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式为LiNixCoyMn(1‑x‑y)MαO2，元素Mn可以与元素Al元素互相替换，替换比例为0‑100％，其中：x＝0.6‑0.9，y＝0.01‑0.2，x+y＜1；M为掺杂元素，选自Al、Mg和/或Zr，0≤α＜0.08；所述正极材料包括一次颗粒和由一次颗粒团聚而成的二次颗粒，其中，一次颗粒的质量百分比为80.0‑99.5％，正极材料的平均长径比为1.5‑3.0，其中正极材料含有的游离锂离子含量低于0.16wt％。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式为LiNixCoyMn(1-x-y)MαO2，元素Mn可以与元素Al元素互相替换，替换比例为0-100％，其中：x＝0.6-0.9，y＝0.01-0.2，x+y＜1；M为掺杂元素，选自Al、Mg和/或Zr，0≤α＜0.08；所述正极材料包括一次颗粒和由一次颗粒团聚而成的二次颗粒，其中，一次颗粒的质量百分比为80.0-99.5％，正极材料的平均长径比为1.5-3.0，其中正极材料含有的游离锂离子含量低于0.16wt％。2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，x＝0.7-0.9，y＝0.01-0.2；优选的是，x＝0.8-0.9，y＝0.01-0.15。3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其中，一次颗粒的质量百分比为90.0-99.5％，优选的是，一次颗粒的质量百分比为92.0-99.5％；进一步优选的是，一次颗粒的质量百分比为95.0-99.5％；进一步优选的是，正极材料的平均长径比为1.5-2.8；进一步优选的是，正极材料的长径比为1.8-2.2；进一步优选的是，所述正极材料的平均粒径为Dv50＝1-7μm，进一步优选2-7μm，进一步优选3-6.5μm。4.根据权利要求1-3任一项所述的正极材料，其中，所述正极材料含有的游离锂离子含量低于0.10wt％，优选低于0.06wt％，进一步优选低于0.05wt％，进一步优选0.012-0.046wt％。5.根据权利要求1-4任一项所述的正极材料，其中，所述正极材料的比表面积为0.5-1.2m2/g，优选的是0.5-1m2/g，进一步优选0.5-0.6m2/g。6.一种正极材料的制备方法，包括如下步骤：将锂源与无污染前驱体混合后，经烧结工序和粉碎工序制备得到；其中，所述无污染前驱体含有结构式为NixCoyMn(1-x-y)MαR的化合物、含有结构元素镍、钴或锰的盐、氧化物和/或氢氧化物、以及含有掺杂元素铝、镁或锆的盐、氢氧化物和/或氧化物；所述结构式NixCoyMn(1-x-y)MαR中：M为掺杂元素，选自Al、Mg和/或Zr；x＝0.6-0.9，y＝0.01-0.2，x+y＜1，0≤α＜0.08；优选的是，其中，x＝0.7-0.9，y＝0.01-0.2；进一步优选的是，x＝0.8-0.9...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵孝连，徐健，杨亮亮，闵婷婷，农廷峰，
申请(专利权)人：高点深圳科技有限公司，贵州高点科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44