一种无钴三元正极材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种无钴三元正极材料、其制备方法及应用，所述的无钴三元正极材料为核壳结构，包括内核以及包覆于内核表面的外壳，所述内核为镍锰铝酸锂，所述外壳为镍镁铝酸锂。通过在镍锰铝酸锂内核外表面包裹镍镁铝酸锂，有效地控制表面元素组成，从而提高了正极材料的倍率性能和循环稳定性，同时在镍锰铝酸锂内核表面引入镁元素，镍的减少和镁的增多，提高了倍率性能，表面构建的镍镁铝酸锂，有效地隔绝了锰元素与电解液的接触，减少了锰元素从正极的溶出，从而提高了循环稳定性。从而提高了循环稳定性。从而提高了循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种无钴三元正极材料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于电池材料
，涉及一种无钴三元正极材料、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]气候变化、能源和环境问题是人类社会共同面对的长期问题。交通运输领域的温室气体排放、能源消耗和尾气排放三大问题直接影响人类共同问题能否有效解决。目前，全球主要汽车制造商及其上下游共同行动起来，加速推动全球汽车工业产业化结构升级和动力系统的电动化战略转型。而锂离子电池是电动汽车中最核心的部件，由正极材料、负极材料、隔膜、电解液等组成。其中，正极材料的各项性能直接关系到电池的使用场景和使用寿命。
[0003]目前中高端电动汽车配套的动力电池的正极材料主要是镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂三元正极材料，以上两种正极材料都包含“钴”这一过渡金属元素，且钴含量较高，而钴资源的储量有限，分布不平衡，价格昂贵，钴粉价格接近30万/吨，导致三元正极材料的成本居高不下。为推动新能源汽车健康快速发展，推动电动汽车市场平民化，需进一步降低动力电池的成本，而降低正极材料的成本是其中主要方向之一。因此，有必要开发低钴或无钴的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无钴三元正极材料，其特征在于，所述的无钴三元正极材料为核壳结构，包括内核以及包覆于内核表面的外壳，所述内核为镍锰铝酸锂，所述外壳为镍镁铝酸锂。2.根据权利要求1所述的无钴三元正极材料，其特征在于，所述镍锰铝酸锂内核的化学通式为LiNi
x
Mn
y
Al1‑
x
‑
y
O2，其中，0.6≤x＜1，0＜y＜0.4；优选地，所述镍镁铝酸锂外壳的化学通式为LiNi
m
Mg
n
Al1‑
m
‑
n
O2，其中，0.3≤m≤0.6，0.1≤n≤0.3；优选地，所述镍锰铝酸锂内核的表面还含有6000～15000ppm的Li2CO3；优选地，所述镍锰铝酸锂内核的粒度分布D50为3～15μm。3.一种权利要求1或2所述的无钴三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：采用原子层沉积法在镍锰铝酸锂内核表面依次沉积镁氧化物和铝氧化物，经退火处理后在镍锰铝酸锂内核表面形成镍镁铝酸锂外壳。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述原子层沉积法的具体操作包括：(1)将镍锰铝酸锂内核放入原子层沉积装置的腔室内；(2)向原子层沉积装置的腔室内脉冲第一镁源前驱体，反应一段时间后进行吹扫；(3)吹扫完成后，向原子层沉积装置中脉冲第二镁源前驱体，反应一段时间后再次吹扫；(4)步骤(2)～步骤(3)为一个沉镁循环周期，重复进行至少两次沉镁循环周期，在镍锰铝酸锂内核表面沉积形成镁氧化物；(5)向原子层沉积装置中脉冲第一铝源前驱体，反应一段时间后进行吹扫；(6)吹扫完成后，向原子层沉积装置中脉冲第二铝源前驱体，反应一段时间后再次吹扫；(7)步骤(5)～步骤(6)为一个沉铝循环周期，重复进行至少两次沉铝循环周期，在镁氧化物表面沉积形成铝氧化物。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中原子层沉积装置的腔室真空度为0.3～...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵洪源，张洁，岳宝玉，张玉军，陈玉超，涂文哲，高桐，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：