掺杂型三元正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种掺杂型三元正极材料及其制备方法和应用。上述制备方法包括：步骤S1，将置换离子体、有机置换剂、溶剂混合后，进行溶解热反应，得到溶解热反应溶液；步骤S2，将溶解热反应溶液与镍钴锰氢氧化物混合并搅拌，然后冷冻干燥，得到冷冻干燥产物；步骤S3，研磨冷冻干燥产物，然后与氢氧化锂混合，得到混合物料；步骤S4，煅烧混合物料，得到掺杂型三元正极材料。使用本发明专利技术提供的方法制备得到的掺杂型三元正极材料，结构稳定，应用至锂离子电池中具有良好的循环性能和安全性，还兼具了良好的倍率性能。率性能。

【技术实现步骤摘要】
掺杂型三元正极材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池正极材料领域，具体而言，涉及一种掺杂型三元正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]正极材料是锂离子电池中最为关键的原材料。在锂离子电池产品组成成分中，正极材料占据着最重要的地位，正极材料的好坏，直接决定了最终锂离子电池产品的性能指标，而正极材料在电池成本中所占比例高达40％左右，因此它决定了电池的安全性能，其成本也直接决定电池成本的高低。应该说是锂离子电池正极材料的发展引领了锂离子电池的发展。
[0003]目前正在使用和开发的锂电池正极材料中，以过渡金属氧化物所表现出的性能最佳，主要有：层状盐结构的钴酸锂、镍钴酸锂、镍锰酸锂和镍锰钴酸锂三元材料，尖晶石型的锰酸锂，橄榄石型的磷酸铁锂等锂锰氧化物。中国目前正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。基于下游应用市场的驱动，锂电池正极材料经历了三个发展阶段。第一阶段受消费电池驱动，正极材料以钴酸锂为代表；第二阶段，随着新能源汽车市场放量，磷酸铁锂快速增长；第三阶段，受新能源乘用车对长里程需求，三元材料已成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂型三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将置换离子体、有机置换剂、溶剂混合后，进行溶解热反应，得到溶解热反应溶液；其中，所述置换离子体为M(OH)
n
，M选自第二主族元素、第三主族元素、第四主族元素、第三副族元素、第四副族元素、第六副族元素、第七副族元素或第八族元素，n为2至4的整数；所述有机置换剂选自沸点＞100℃的有机溶剂或水溶性聚合物；所述溶剂选自沸点≤100℃的有机溶剂或水；步骤S2，将所述溶解热反应溶液与镍钴锰氢氧化物混合并搅拌，然后冷冻干燥，得到冷冻干燥产物；步骤S3，研磨所述冷冻干燥产物，然后与氢氧化锂混合，得到混合物料；步骤S4，煅烧所述混合物料，得到所述掺杂型三元正极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，M选自Al、Zr、Si、Ti、W、Y、Mg、B、Co或Mn；优选地，所述置换离子体为Mg(OH)2、Al(OH)3、Zr(OH)2、Si(OH)4、Ti(OH)2或W(OH)3。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机置换剂选自聚吡咯、聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇、丙二醇或丙三醇；所述溶剂选自水、乙醇、甲醇或乙酸乙酯。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述置换离子体与所述有机置换剂的重量比为100～1000:1；优选地，将所述镍钴锰氢氧化物中的镍、钴、锰原子的总金属摩尔数记为N，将所述置换离子体中M原子的摩尔数记为N
’
，则N:N
’
为(33～500):1。5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，将所述氢氧化锂中锂原子的摩尔比记为L，将所述冷冻干燥产物中镍、钴、锰原子的总金属摩尔数记为L
’

【专利技术属性】
技术研发人员：任海朋，崔军燕，李嘉俊，陈婷婷，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：