【技术实现步骤摘要】
三元正极材料及其制备方法、锂离子电池和电动汽车
本专利技术涉及三元正极材料领域，具体涉及一种三元正极材料及其制备方法、锂离子电池和电动汽车。
技术介绍
目前，市场应用最多的动力电池正极材料是由一次颗粒团聚成的二次球结构的三元镍钴锰(NCM)或镍钴铝(NCA)材料。这种由一次颗粒团聚而成的二次球形貌的材料由于其本征结构强度低，在较高的压实密度下二次球结构容易破碎，从而使内部颗粒裸露，与电解液接触易发生副反应，从而导致过渡金属的溶出造成循环衰减等诸多问题；此外，二次球结构的正极材料表面粗糙，在充放电过程中易造成充放电电流局部不均匀，从而出现电极材料局部过充或过放现象，使得动力电池组中的单体电池一致性变差，进而影响电池的循环寿命；再之，三元二次球正极材料，尤其是高镍三元材料，其表面pH值偏高，不仅会使得混料的浆料容易胶体化，而且容易造成高温胀气或存储胀气等问题。为解决上述技术问题，研究人员提出了合成制备单晶颗粒性能微米级单晶颗粒三元正极材料。该种单晶形貌的正极材料具有较高的结构强度，能够有效提高正极极片的压实密度；而且其比...
【技术保护点】
1.一种三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料包括微米级的的LiNi
【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料包括微米级的的LiNixCoyMnzO2单晶粒结构，式中0.6<x<1，0<y≤0.2，0<z≤0.3，所述单晶颗粒结构包括中心区域和表层区域，所述中心区域各元素的摩尔比满足Ni∶Co∶Mn＝x1∶y1∶z1，所述表层区域各元素的摩尔比满足Ni∶Co∶Mn＝x2∶y2∶z2，其中，0.8≤x1<1.0，0<y1，z1≤0.15，0.3≤x2≤0.7，0.2≤y2，z2≤0.4，x1/(x1+y1+z1)＞x2/(x2+y2+z2)。
2.根据权利要求1所述的三元正极材料，其中，所述中心区域的镍元素摩尔量与镍钴锰元素总摩尔量的比值为0.8-1，所述表层区域的镍元素摩尔量与镍钴锰元素总摩尔量的比值为0.3-0.7。
3.根据权利要求1所述的三元正极材料，其中，所述中心区域的钴元素摩尔量与镍钴锰元素总摩尔量的比值为0-0.15，锰元素摩尔量与镍钴锰元素总摩尔量的比值为0-0.15；所述表层区域的钴元素摩尔量与镍钴锰元素总摩尔量的比值为0.2-0.4，锰元素摩尔量与镍钴锰元素总摩尔量的比值为0.2-0.4。
4.根据权利要求1所述的三元正极材料，其中，所述单晶颗粒结构的中值粒径满足D50＝3-20μm。
5.根据权利要求4所述的三元正极材料，其中，所述单晶颗粒结构的中心区域的半径为2-18μm，所述表层区域的厚度为0.5-6μm。
6.一种三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将镍源、钴源和锰源按照化学计量比Ni∶Co∶Mn＝x1∶y1∶z1，配制成溶液A，同时将镍源、钴源和锰源按照化学计量比Ni∶Co∶Mn＝x2∶y2∶z2配制成溶液B，其中，0.8≤x1<1.0，0<y1，z1≤0.15，0.3≤x2≤0.7，0.2≤y2，z2≤0.4，x1/(x1+y1+z1)＞x2/(x2+y2+z2)；
(2)将溶液A泵入含有碱溶液的反应容器中进行共沉淀反应，待溶液A加完后将溶液B泵入上述反应容器中继续进行共沉淀反应，制备得到前驱体材料；
(3)将步骤(2)得到的前驱体材料与锂盐混合，进行预烧结、粉碎得到材料A；
(4)将材料A与助溶剂混合并进行一次烧结、粉碎，然后洗涤去除助溶剂并烘干，得到材料B；
(5)将材料B进行二次烧结、冷却、破碎得到单晶颗粒结构的三元正极材料。
7.根据权利要求6所述的三元正极材料的制备方法，其中，步骤(1)中，所述镍源为硫酸镍、硝酸镍、乙酸镍和氯化镍中的至少一种；所述钴源为硫酸钴、硝酸钴、乙酸钴和氯化钴中的至少一种；所述锰源为硫酸锰、硝酸锰、乙酸锰和氯化锰中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的三元正极材料的制备方法，其中，步骤(2)中，溶液A泵入含有碱溶液的反应容器中的速度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘永青，李世彩，胡栋杰，江正福，魏昊，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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