无钴高镍三元正极材料、制法和用于制备电池正极的方法技术

本发明专利技术公开了一种无钴高镍三元正极材料及其制备方法以及采用上述无钴高镍三元正极材料制备锂离子电池正极的方法，用氢氧化钠作沉淀剂，氨水作络合剂，将化学计量比镍盐、铁盐、锰盐混合，将整个混合溶液加入通有N2保护的高温反应釜中进行共沉淀反应，洗涤、烘干后得到粉末状混合前驱体，再将其与锂盐在O2气氛下进行热处理，最终得一种无钴高镍三元正极材料。所得纳米材料具有较好的电化学行为，用于可充锂离子电池的正极，该材料在合成过程中引入价格低廉的铁元素，用来替换价格高昂且有毒性的钴元素，从而极大的降低三元正极材料的价格。格。格。

【技术实现步骤摘要】
无钴高镍三元正极材料、制法和用于制备电池正极的方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池正极新材料
，具体涉及一种无钴高镍三元正极材料。本专利技术还涉及上述无钴高镍三元正极材料的制备方法，以及采用上述无钴高镍三元正极材料制备锂离子电池正极的方法。

技术介绍

[0002]随着全球环境问题的不断恶化和能源危机的加剧，人们迫切的需要清洁、可再生能源。近年来，市场需求不断推动着锂离子电池朝着更高能量密度、更高功率密度以及更长循环寿命的方向发展。与传统的锂离子电池正极材料相比，如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，三元材料(LiNixCoyMnzO2，x+y+z＝1，记为NCM)具有能量密度高、倍率性能好、循环性能稳定、安全性能好和环境友好等优点。通常，NCM材料中的Ni元素提供容量；Mn元素能够稳定材料的结构；Co元素提高材料的导电性，能够大大的提高材料的倍率性能，但同时，由于Co元素储量少且分布相对集中，导致其供应链脆弱、价格波动大且昂贵等问题。因此，在追求更高能量密度的同时，人们也在寻找降低甚至完全取代高镍正极材料中钴元素的方案。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无钴高镍三元正极材料，其特征在于，正极材料的分子式为LiNi
x
Fe
y
Mn
(1
‑
x
‑
y)
O2，其中0.6≤x≤0.8，0.1≤y≤0.2。2.如权利要求1所述的一种无钴高镍三元正极材料，其特征在于，所述正极材料为平均粒径2～10μm的球形或类球形，优选为4～8μm。3.如权利要求1所述的一种无钴高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将镍盐、铁盐和锰盐混合后溶入去离子水中，搅拌得到盐溶液；步骤2、将氢氧化钠和氨水分别溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液和氨水溶液；步骤3、配备含有氢氧化钠及氨水的底液，将底液加入通有N2保护的高温反应釜后预先加热；步骤4、将步骤1所得盐溶液、步骤2所得氢氧化钠溶液和氨水溶液同时加入步骤3的反应釜中进行共沉淀反应，洗涤、烘干后得到粉末状混合前驱体；步骤5、再将步骤4所得前驱体与锂盐在O2气氛下进行热处理，即得。4.如权利要求3所述的一种无钴高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的镍盐为硫酸镍、硝酸镍、碳酸镍或乙酸镍中的一种或两种以上混合物，优选为硫酸镍；铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁中的一种或两种以上混合物，优选为硫酸亚铁；锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、碳酸锰或乙酸锰中的一种或两种以上混合物，优选为硫酸锰。5.如权利要求3所述的一种无钴高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中镍盐、铁盐和锰盐的混合比为摩尔比0.6～0.8:0.1～0.2:0.1～0.2，优选为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喜飞，席玉坤，白毅坤，左稼轩，侯宁静，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：