The invention relates to a high nickel positive material for lithium-ion battery prepared by a rotary kiln and its preparation method and application. The positive material is prepared in an independent closed rotary device, and the chemical formula is Li.
【技术实现步骤摘要】
用回转装置制备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，具体涉及一种用回转装置制备的锂离子电池用高镍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，如钴酸锂、锰酸锂及磷酸铁锂材料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Ni、Co、Mn为同周期相邻元素，通常将正极材料结构式中镍摩尔含量大于0.5的正极材料称为高镍正极材料。研究表明，制备镍钴锰酸锂材料随着镍含量的上升，材料合成温度逐步下降，通常镍钴铝材料的合成温度为860℃左右，但目前适用于钴酸锂等材料的设备合成温度高，对于合成温度较低的高镍材料而言有待开发一种不同于目前辊道窑炉、回转窑炉、推板窑炉等机械构件复杂，能耗较高的设备。对于高镍材料合成另一个需要克服的问题就是高氧含量，高腐蚀条件下的使用问题，耐磨耐腐蚀陶瓷具有硬度大、耐磨损、耐腐蚀、耐冲刷的优点，金属基陶瓷涂层是指涂覆在金属表面上的耐热、耐磨和耐腐蚀的无机保护层或表面膜。因大多陶瓷材料具有离子键和共价键结构，键能高，原子间结合力强，比金属的耐磨损、耐腐蚀、耐高温性能要高很多。通过在金属表面涂覆一层陶瓷保护涂层改变金属外表面的形貌，结构及化学组成，使金属基材既能保持金属材料的韧性，又兼具陶瓷耐热、耐磨、耐腐蚀的性能，而不改变金属整体的材料，工艺简单，成本低廉。现有技术...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料在独立封闭的回转装置中制备得到，化学式为Li
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料在独立封闭的回转装置中制备得到，化学式为LixNiaCobMcRdO2，其中，M选自锰元素或铝元素，R为掺杂元素，0.50＜x＜1.15，0.55＜a＜0.95，0.02＜b＜0.2，0.01≤c＜0.25，0.98≤a+b+c≤1.05，0≤d＜0.1；其中，所述镍元素占正极材料的质量分数＞30％，优选为＞40％；其中，所述回转装置的温度为450-860℃，转速为10-20rpm，所述回转装置设置有陶瓷内衬片或涂层。
2.根据权利要求1所述正极材料，其中，所述陶瓷有包含高纯度的二氧化硅纳米材料或高纯度三氧化二铝纳米材料的原料制备得到，所述高纯度指的是所述纳米材料的质量分数在99.99％以上。
3.根据权利要求1或2所述正极材料，其中，所述掺杂元素选自钴、铝、镁、锆、钛、钨、镧或钇中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1-3任一项所述正极材料，其中，所述正极材料还包覆有锆元素或钇元素，化学式为LixNiaCobMcRdZreO2或LixNiaCobMcRdYeO2，0＜e＜0.1，优选的，0＜e＜0.005。
5.根据权利要求1-4任一项所述正极材料，其中，所述掺杂元素的质量占正极材料的200-2500ppm。
6.根据4或5所述正极材料，其中，所述包覆元素的质量占正极材料的200-2000ppm。
7.根据权利要求1-6任一项所述正极材料，其中，所述正极材料的游离锂含量占正极材料的质量分数为大于0且小于0.1％，游离碳酸锂的含量占正极材料的质量分数为大于0且小于1％，优选为≤0.13％，游离氢氧化锂的含量占正极材料的质量分数为大于0且≤0.1％。
8.根据权利要求1-7任一项所述正极材料，其中，所述正极材料的粒径Dv50为3-15μm，比表面积为0.2-2m2/g。
9.权利要求1-8任一项所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
将包括前驱体、锂源、掺杂元素源和高碳含量有机物的原料按计量比混合后，加入独立封闭的回转装置中，在10-20rpm转速下，于450-860℃反应得到所述正极材料；所述回转装置内壁设置有陶瓷内衬...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨亿华，王海涛，钟毅，
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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