一种具有核壳结构的高电压三元正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有核壳结构的高电压三元正极材料及其制备方法，该高电压三元正极材料的化学式为Li

【技术实现步骤摘要】
一种具有核壳结构的高电压三元正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池正极材料
，尤其涉及一种具有核壳结构的高电压三元正极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]开发高镍层状和中低镍高电压层状氧化物是目前实现锂离子电池正极材料高能量密度的两条技术路线。但随着Ni含量的提高，高镍二次球颗粒的循环性能、热稳定性明显降低，由于锂镍混排程度的增大，导致材料表面的稳定性变差，同时材料在循环充放电过程中发生H2
→
H3相变并伴随着氧释放，导致晶格常数、晶胞体积反复收缩与膨胀，从而产生应力导致颗粒破碎，电解液浸入颗粒内部，加剧副反应恶化材料的电化学性能。镍锰钴三元材料天生就具有向高电压发展的趋势，放电比容量随着充电截止电压的升高而升高，当上限截止电压从4.2V提高至4.5V时，单位三元材料内锂离子的脱出数量可能会由0.45mol提高至0.60mol，相应的正极材料的克容量发挥越大，电池的容量越高。然而高的工作电压对正极材料与电解液之间的界面稳定性带来极大挑战。
[0003]为解决这些问题，目前产业界和学术界主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有核壳结构的高电压三元正极材料，其特征在于，所述高电压三元正极材料的化学式为Li
x
Ni
a
Mn
b
Co
c
M
d
O2，其中1.03＜x≤1.3，0.50≤a≤0.65，0.30≤b≤0.45，0＜c≤0.10，a+b+c＝1，0≤d≤0.025，所述高电压三元正极材料包括内核和壳层；所述内核包括镍锰钴酸锂三元材料，镍、锰、钴的摩尔比为：(0.65～0.80):(0.05～0.60):(0.02～0.15)；所述壳层包括镍锰酸锂二元材料，镍、锰的摩尔比为：(0.10～0.60):(0.60～0.90)；其中，M为来源于内核和/或壳层的掺杂元素。2.根据权利要求1所述的高电压三元正极材料，其特征在于，所述壳层的厚度为0.25～1.25μm，所述三元正极材料的粒径D50与壳层厚度的比值为(10～35):1。3.根据权利要求1所述的高电压三元正极材料，其特征在于，M选自Al、Zr、Mg、Ti、Ta、W、Nb、Sn、Co、Na中的一种或几种。4.根据权利要求1～3任一项所述的高电压三元正极材料，其特征在于，由所述高电压三元正极材料制作的扣式电池，在室温下以0.05C倍率充电至4.7V时，由首圈充电曲线得到的电压DQ/DV微分容量曲线上于电压V1～V2之间出现明显的氧化峰，且V1＞4.4V，V2＜4.6V。5.根据权利要求1～3任一项所述的高电压三元正极材料，其特征在于，x的取值范围为1.06＜x≤1.23；所述内核中镍、锰、钴的摩尔比为(0.65～0.80):(0.10～0.25):(0.05～0.1)；所述壳层中镍、锰的摩尔比为(0.20～0.30):(0.70～0.80)。6.根据权利要求1～3任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡进，董明霞，张新，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：