一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池正极材料技术领域，特别公开了一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法及其应用。本发明专利技术可以获得5~16μm表面限域处理四元高镍NCMA正极材料产品。该材料从核心到表层构造了Ni、Co、Mn、Al元素含量从核心到表层的全径向浓度梯度变化，Ni相对含量逐渐减小，Co、Mn、Al含量相对逐渐增加，表面掺杂有+2价金属（Mg、Cu、Zn等）与非金属离子F

【技术实现步骤摘要】
一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及电池材料制备
，尤其是一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]具有高容量的(＞200mAh/g)高镍三元与四元锂离子电池成为了新能源汽车(EV、HEV、PHEV)动力电池满足高续航的主要开发路线。高镍正极材料凭借其较高的理论可逆容量的优势，但是其热稳定性与循环性能不如低镍正极材料或磷酸铁锂材料。高镍三元或四元正极材料具有一些亟需解决的问题，主要表现为锂镍混排、热稳定性差、表层结构不稳定、二次粒子中存在微裂纹、表面残碱高。广大科研工作者的改性策略集中为前驱体与正极的掺杂或包覆，调控高镍正极材料前驱体内部结构或者正极材料表界面的问题。
[0003]为了探究上述问题，许多业内专家学者进行了相关探索。CN112421019B公开了一种B/Mg共掺杂的核壳结构高镍三元的制备方法用以降低极化，CN111377487A公开了一种Al、F共掺杂的高镍三元正极材料，提高正极材料的安全性循环性以及稳定性。CN1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下关键步骤：S1前驱体配锂混合：将表面掺杂的全浓度梯度NCMA前驱体与锂原料以摩尔比例1:1～1.10均匀混合1～5h；将所得到的混合物料进行过筛，将筛下物于T1的烘箱真空保存5～12h；其中表面掺杂的全浓度梯度NCMA前驱体为表层掺杂有二价金属的全浓度梯度四元NCMA，其中从核心到表层的全径向浓度梯度变化，Ni相对含量不断减小，Co、Mn、Al含量相对增加，并且有以下表面限域处理，表面掺杂有+2价金属与F
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；S2正极材料一次烧结：将过筛后的均匀混合粉体材料分装于匣钵中，在纯氧的气氛下于T2保温2～4h完成第一段烧结，然后于T3保温8～14h完成第二段烧结；S3正极材料二次烧结：将一烧的正极材料与氟源按照摩尔比1:0.001～0.015进行固相混合，经过过筛后于T4保温1～6h进行二次烧结；正极材料经过过筛真空包装得到表面限域处理四元高镍NCMA正极材料。2.如权利要求1所述的一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的过筛步骤中，使用的过滤器为100
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600目；所述步骤(1)的T1温度为80～130℃，T2温度为400～500℃，T3温度为680～760℃，T4温度为500
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650℃。3.如权利要求1所述的一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法，其特征在于：所述表面掺杂的全浓度梯度NCMA前驱体的化学式为Ni
x
Co
y
MnzAl
m
W
n
(OH)2，其中x+y+z+m+n＝1，且0.75≤x≤0.95，0.01≤y≤0.25，0.01≤z≤0.25，0.01≤m≤0.1，0.01≤n≤0.1,W为Mg，Zn，Cu。4.如权利要求1所述的一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法，其特征在于：所述四元高镍NCMA正极材料的化学式为Li(NixCoyMnzAlm)O2
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nWO@LiF,其中x+y+z+m＝1，且0.75≤x≤0.95，0.01≤y≤0.25，0.01≤z≤0.25，0.01≤m≤0.1，0.01≤n≤0.1，W为Mg，Zn，Cu。5.如权利要求1所述的一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍NCMA正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的锂原料为氢氧化锂或碳酸锂；所述步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：方明，曹天福，曹栋强，龚丽锋，许益伟，郝培栋，李晓升，陈艳芬，张旭，王博，丁何磊，柴冠鹏，周忍朋，邓明，曾启亮，
申请(专利权)人：浙江格派钴业新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：