多元正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及锂离子电池正极材料领域，公开了多元正极材料及其制备方法和应用，该多元正极材料含有单晶结构A和单晶结构B；单晶结构A的表达式为Li

【技术实现步骤摘要】
多元正极材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及锂离子电池正极材料
，具体涉及多元正极材料，该多元正极材料的制备方法，以及该多元正极材料在锂离子电池中的应用。
技术介绍
当前，市场对于锂离子动力电池提出了更高的要求，能量密度高、安全性高、循环寿命长、热稳定性好、成本低等成为评价动力电池的关键性能指标，尤其关注能量密度、安全性和成本问题。镍钴锰酸锂正极材料因综合了镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂的优异性能，具有高比容量、长循环寿命、环境友好等特点，是目前应用最广泛的锂离子电池材料之一。市场上常见的镍钴锰酸锂正极材料多以团聚二次球颗粒为主，由于二次球颗粒镍钴锰酸锂多晶正极材料存在抗压强度低，循环过程中易粉化，不耐受高电压体系。因此，近几年来，具备高安全性、高压实、高循环稳定性的镍钴锰酸锂单晶正极材料正逐渐成为研究的热点。对于现有的三元单晶正极材料，提升压实密度、应用于高电压体系是其发展的一个重要方向，同时对改善镍钴锰酸锂三元锂离子电池性能意义重大。CN109516509A通过前驱体预烧结破碎，分别制备大颗粒单晶三元氧化物和小颗粒单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多元正极材料，其特征在于，所述多元正极材料含有单晶结构A和单晶结构B；/n所述单晶结构A的表达式为Li

【技术特征摘要】
1.一种多元正极材料，其特征在于，所述多元正极材料含有单晶结构A和单晶结构B；
所述单晶结构A的表达式为Li1+a1(Nix1Coy1Mnz1Mm1M′n1)1-a1O2±b1Jc1，式中，-0.1≤a1≤0.1，0＜x1＜1，0＜y1≤0.4，0＜z1≤0.6，0≤m1≤0.1，0≤n1≤0.1，0≤b1＜0.02，0≤c1≤0.02，0.05≤m1+n1≤0.1，m1、n1不同时为0，x1+y1+z1+m1+n1＝1；
所述单晶结构B的表达式为Li1+a2(Nix2Coy2Mnz2Mm2M′n2)1-a2O2±b2Jc2，式中，-0.1≤a2≤0.1，0＜x2＜1，0＜y2≤0.35，0＜z2≤0.6，0≤m2≤0.05，0≤n2≤0.05，0≤b2＜0.02，0≤c2≤0.02，0＜m2+n2≤0.05，m2、n2不同时为0，x2+y2+z2+m2+n2＝1；
其中，y1-y2≥0.05，m1+n1＞m2+n2，c1≥c2；
M选自Al、Y、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、La、Ce和Er中的至少一种元素，M′选自Mg、Sr、Ba和B中的至少一种元素，J选自Si、P、F和Cl中的至少一种元素。


2.根据权利要求1所述的多元正极材料，其中，所述单晶结构A和单晶结构B的重量比为1-81：9，优选为9-49：21；
优选地，所述多元正极材料还包括位于单晶结构A和/或单晶结构B的表面的包覆层，基于所述多元正极材料的总重量，所述包覆层的含量为0.1-2wt％；
优选地，所述包覆层选自ZrO2、Al2O3、TiO2、B2O3、CoO、AlPO4、WO3和AlF3中的至少一种；
优选地，所述包覆层选自ZrO2、Al2O3、TiO2、B2O3、CoO和WO3中的至少两种。


3.根据权利要求1或2所述的多元正极材料，其中，所述单晶结构A的中值粒径D50为6-12μm，优选为8-10μm；所述单晶结构B的中值粒径D50为1-5μm，优选为2-4μm；
优选地，所述多元正极材料的中值粒径D50为2-12μm，更优选为4-10μm；所述多元正极材料的压实密度不低于3.7g/cm3，更优选不低于3.8g/cm3。


4.一种制备多元正极材料的方法，其特征在于，该方法包括：
将单晶正极材料A、单晶正极材料B与任选的包覆剂进行第一混合，得到多元正极材料；
所述单晶正极材料A的化学式为Li1+a1(Nix1Coy1Mnz1Mm1M′n1)1-a1O2±b1Jc1，式中，-0.1≤a1≤0.1，0＜x1＜1，0＜y1≤0.4，0＜z1≤0.6，0≤m1≤0.1，0≤n1≤0.1，0≤b1＜0.02，0≤c1≤0.02，0.05≤m1+n1≤0.1，m1、n1不同时为0，x1+y1+z1+m1+n1＝1；
所述单晶正极材料B的化学式为Li1+a2(Nix2Coy2Mnz2Mm2M′n2)1-a2O2±b2Jc2，式中，-0.1≤a2≤0.1，0＜x2＜1，0＜y2≤0.35，0＜z2≤0.6，0≤m2≤0.05，0≤n2≤0.05，0≤b2＜0.02，0≤c2≤0.02，0＜m2+n2≤0.05，m2、n2不同时为0，x2+y2+z2+m2+n2＝1；
其中，y1-y2≥0.05，m1+n1＞m2+n2，c1≥c2；
M选自Al、Y、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、La、Ce和Er中的至少一种元素，M′选自Mg、Sr、Ba和B中的至少一种元素，J选自Si、P、F和Cl中的至少一种元素。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述单晶正极材料A和单晶正极材料B的重量比为1-81：9，优选为9-49：21；
优选地，基于所述多元正极材料的总重量，所述包覆剂的用量为0.1-2wt％；
优选地，所述单晶正极材料A的中值粒径D50为6-12μm，更优选为8-10μm；所述单晶正极材料B的中值粒径D50为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，姜华伟，宋顺林，刘亚飞，陈彦彬，
申请(专利权)人：北京当升材料科技股份有限公司，当升科技常州新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11