一种全浓度梯度高镍三元材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及锂离子电池电极材料技术领域，特别公开了一种全浓度梯度高镍三元材料的制备方法及其应用。该全浓度梯度高镍三元材料的制备方法，其特征在于：配制富镍盐溶液A、贫镍盐溶液B，共沉淀反应时将溶液A缓缓通入反应釜内，同时将溶液B按一定流速通入溶液A储罐中。反应结束后，经过滤分离、洗涤、干燥得到全浓度梯度高镍三元前驱体材料，再将该前驱体材料与锂盐混合，煅烧后得到全浓度梯度高镍三元材料。该材料从核心到表层，镍元素相对含量不断减小，钴、锰元素相对含量不断增加，构造了镍元素含量从核心到表层的全径向浓度梯度变化。该材料实现了具有高容量与稳定的表界面的同时可以缓冲循环中产生的晶格体积变化，提高了其循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种全浓度梯度高镍三元材料的制备方法及应用
本专利技术涉及锂离子电池电极材料
，特别公开了一种全浓度梯度高镍三元材料的制备方法及其应用。
技术介绍
面对日益严峻的资源压力和环境危机，发展可再生能源和能源的转化储存势在必行。锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、质量轻、体积小、自放电率低、无记忆效应、环保等优势逐渐受到了广大学者的关注。作为动力电池而言，锂离子电池正极材料必须拥有高比容量。现在的锂离子电池所用正极材料主要包括磷酸铁锂及三元材料，磷酸铁锂具有安全性高、循环寿命长等特点，但导电性差，实际比容量低，仅有140mAh/g，无法完全满足动力电池对能量密度提出的高要求。大量研究证明，通过提高三元材料中作为主要活性成分镍含量可有效提高材料实际所能达到的比容量(200mAh/g)，从而极大的提升以其为正极材料的锂离子电池能量密度，高镍三元材料也因此逐渐受到大量锂离子电池从业者的青睐。虽然镍含量的增加提高了材料的实际可逆容量，但同时将导致高镍三元材料的热稳定性和循环性比低镍三元材料差。究其原因，首先，由于镍含量的增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全浓度梯度高镍三元材料，其特征在于，该材料从核心到表层镍元素相对含量不断减小，同时钴、锰元素相对含量不断增加，构造了镍元素含量从核心到表层的全径向浓度梯度变化结构；该材料实现了具有高容量与稳定的表界面的同时可以缓冲循环中产生的晶格体积变化，提高了其循环性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种全浓度梯度高镍三元材料，其特征在于，该材料从核心到表层镍元素相对含量不断减小，同时钴、锰元素相对含量不断增加，构造了镍元素含量从核心到表层的全径向浓度梯度变化结构；该材料实现了具有高容量与稳定的表界面的同时可以缓冲循环中产生的晶格体积变化，提高了其循环性能。


2.权利要求1所述的一种全浓度梯度高镍三元材料的制备方法，其特征在于，包括如下关键步骤：
(1)向反应釜内加入釜容积25～35％的络合剂1，用计量泵将富镍溶液A以速度u1，络合剂2与碱溶液以一定速度同时通入反应釜内；
(2)将贫镍溶液B以速度u2加入富镍溶液A的储罐中，并在该储罐中设置搅拌装置以及时混合；
(3)进料反应过程中通入惰性气体进行保护，控制釜内温度为45～60℃，PH＝10～12，釜内搅拌转速为400～1000r/min；
(4)当富镍溶液A储罐中的溶液进料完成后停止络合剂2与碱溶液的进料，经x小时陈化后过滤分离得到前驱体；
(5)将步骤(4)得到的前驱体与锂盐混合后煅烧，煅烧程序：2℃/min升温至480～500℃恒温保持6h，再以2℃/min升温至720～770℃恒温保持10～20h，最后3℃/min降温至室温，获得全浓度梯度高镍三元材料。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰，张驰，胡乃方，薛兵，张锁江，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11