流动性改善的锂离子电池正极材料及其制法和应用制造技术

技术编号:22059314 阅读:31 留言:0更新日期:2019-09-07 17:02
本发明专利技术涉及一种流动性改善的锂离子电池正极材料及其制法和应用,所述正极材料的化学式为LixNiaCobMcRdZreO2,其中,M选自锰元素或铝元素,R为掺杂元素,0.95<x<1.15,0.05<a<0.89,0<b<0.5,0<c<0.45,0.97≤a+b+c≤1.00,0≤d<0.1,0<e<0.1;其中,所述镍元素占正极材料的质量分数>30%,优选为>40%。本发明专利技术产用锆共沉淀法制备含锆前驱体进而制备含锆高镍三元正极材料,通过锆的引入在不影响正极材料电化学性能的情况下改进粉体的流动性能,扩大高镍正极材料应用环境。

Cathode Material for Lithium Ion Batteries with Improved Fluidity and Its Manufacturing Method and Application

【技术实现步骤摘要】
流动性改善的锂离子电池正极材料及其制法和应用
本专利技术涉及锂离子电池领域,主要涉及锂离子电池正极材料领域,具体涉及一种流动性改善的锂离子电池正极材料及其制法和应用。
技术介绍
近年来随着智能手机,智能汽车,新能源汽车的兴起,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。其中钴酸锂尽管能量密度高,但因钴储存量有限因而主要用于3C领域的锂离子电池中,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,镍钴锰酸锂材料(简称三元材料)通常为层状岩盐结构物料,其中镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)为同周期相邻元素。通常正极材料的成品中位粒径(Dv50)在0.2-20μm左右,颗粒本身为一次结构或者是由一次结构团聚而成的二次颗粒物,物料的堆积密度在1.5-3.0g/cm3,由于游离锂的存在,导致材料呈弱碱性和吸湿性,以及材料的流动性变差,长期贮存甚至会出现结块现象,影响了后期制浆过程中的分散,及浆料加工等性能,因此开发流动性好且不结块的锂离子正极材料非常有必要。很多公开和专利文献已经提出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流动性改善的锂离子电池正极材料前驱体,其特征在于,化学式为NiaCobMcRdZre(OH)2,其中,M选自锰元素或铝元素,R为掺杂元素,0.05<a<0.90,0<b<0.5,0<c<0.45,0.97≤a+b+c≤1.00,0≤d<0.1,0<e<0.1;其中,所述正极材料中,镍元素占正极材料的质量分数>30%,优选为>40%。

【技术特征摘要】
1.一种流动性改善的锂离子电池正极材料前驱体,其特征在于,化学式为NiaCobMcRdZre(OH)2,其中,M选自锰元素或铝元素,R为掺杂元素,0.05<a<0.90,0<b<0.5,0<c<0.45,0.97≤a+b+c≤1.00,0≤d<0.1,0<e<0.1;其中,所述正极材料中,镍元素占正极材料的质量分数>30%,优选为>40%。2.根据权利要求1所述正极材料前驱体,其中,所述R选自钴,钛,镁或钇元素中的一种或者两种以上。3.根据权利要求1或2所述正极材料前驱体,其中,所述R元素的质量占前驱体质量的200-6000ppm。4.根据权利要求1-3任一项所述正极材料前驱体,其中,所述Zr元素的质量占前驱体质量的200-2000ppm。5.一种流动性改善的锂离子电池正极材料,其特征在于,所述正极材料由包含权利要求1-4任一项所述前驱体和锂源物质的原料制备得到,所述正极材料含有化学式LixNiaCobMcRdZreO2所示组成的元素,其中,M选自锰元素或铝元素,R为掺杂元素,0.95<x<1.15,0.05<a<0.90,0<b<0.5,0<c<0.45,0.97≤a+b+c≤1.00,0≤d<0.1,0<e<0.1;其中,所述镍元素占正极材料的质量分数>30%,优选为>40%。6.根据权利要求5所述正极材料,其中,所述正极材料表面还包覆有附加元素,所述附加元素选自钴、镍、M元素或R元素。7.权利要求1所述流动性改善的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:(1)混合包含镍源、钴源和M元素源的原料,形成前驱体盐溶液;(2)取一部分前驱体盐溶液打底,同时滴加沉淀剂和络合剂,待溶液达到碱性条件后,同时滴加剩余的前驱体盐溶液、沉淀剂和络合剂,进行反应;(3)在步骤(2)的产物中加入锆源,陈化后得到所述流动性改善的锂离子电池正极材料前驱体;其中,步骤(2)中所述打底的前驱体盐溶液占前驱体盐溶液总质量的30-65%。8.根据权利要求7所述制备方法,其中,所述制备方法还包括下述任一步骤:在步骤(2)中加入含掺杂元素的化合物,或者,在步骤(3)中在加入锆源...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨亿华钟毅王海涛
申请(专利权)人:湖南金富力新能源股份有限公司
类型:发明
国别省市:湖南,43

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