碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法、碳包覆镍钴锰三元材料及具有其的锂离子电池正极材料技术

本发明专利技术提供了一种碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法、碳包覆镍钴锰三元材料及具有其的锂离子电池正极材料，方法包括：将镍钴锰三元材料与碳源混合，对镍钴锰三元材料与碳源进行等离子体放电辅助高能球磨，使镍钴锰三元材料与碳源发生化学反应以获得碳包覆镍钴锰三元材料；其中，碳源由对含糖的农作物进行高温碳化处理得到。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的镍钴锰三元材料的碳包覆方法成本高、难以量产的问题。难以量产的问题。难以量产的问题。

【技术实现步骤摘要】
碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法、碳包覆镍钴锰三元材料及具有其的锂离子电池正极材料


[0001]本专利技术涉及锂电池正极材料
，具体而言，涉及一种碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法、碳包覆镍钴锰三元材料及具有其的锂离子电池正极材料。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车市场的快速发展，新能源汽车对于车辆续航能力和动力电池能量密度的要求越来越高。以镍钴锰酸锂三元材料为正极的三元电池，特别是镍在三元素中的比例≥80％的高镍三元材料，在提升能量密度和降成本方面具有巨大潜力，吸引了全球众多电池巨头争相研发。
[0003]但是三元材料在循环过程中材料会发生粉化，其制成的电池的容量保持率逐渐降低。并且现有技术中采用多种对三元材料的性能改善方法，比如：包覆、掺杂等，具有成本高、难于量产碳包覆三元材料的缺点。
[0004]因此针对现有技术中的镍钴锰三元材料的碳包覆方法成本高、难以量产的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法、碳包覆镍钴锰三元材料及具有其的锂离子电池正极材料，以解决现有技术中的镍钴锰三元材料的碳包覆方法成本高、难以量产的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法，包括：将镍钴锰三元材料与碳源混合，对镍钴锰三元材料与碳源进行等离子体放电辅助高能球磨，使镍钴锰三元材料与碳源发生化学反应以获得碳包覆镍钴锰三元材料；其中，碳源由对含糖的农作物进行高温碳化处理得到。
[0007]进一步地，镍钴锰三元材料与碳源混合后，得到混合物，其中，碳源的质量占混合物质量的2％
‑
10％。
[0008]进一步地，镍钴锰三元材料为单晶三元材料。
[0009]进一步地，碳源为石墨。
[0010]进一步地，含糖的农作物包括如下至少之一：棉花、玉米、小麦、土豆。
[0011]进一步地，高温碳化处理工艺为将含糖的农作物添加至马弗炉中并在600
‑
950℃氦气气氛下碳化30
‑
120分钟。
[0012]进一步地，对镍钴锰三元材料与碳源进行等离子体放电辅助高能球磨的球磨过程中的放电气体介质为惰性气体。
[0013]进一步地，对镍钴锰三元材料与碳源进行等离子体放电辅助高能球磨的球磨时间为 5h～20h。
[0014]进一步地，等离子体放电辅助高能球磨采用的等离子体放电参数包括电源高压、
放电电流，其中，电源高压为15KV，放电电流为1.5A
‑
2.5A。
[0015]进一步地，使镍钴锰三元材料与碳源发生化学反应的步骤包括：将镍钴锰三元材料与碳源形成的混合物添加至装有磨球的球磨罐中，启动球磨机以使镍钴锰三元材料与碳源发生化学反应，其中，磨球与混合物的质量比为30:1～60:1。
[0016]根据本专利技术的一个方面，提供了一种碳包覆镍钴锰三元材料，由上述的方法制备得到。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种锂离子电池正极材料，包括上述的碳包覆镍钴锰三元材料。
[0018]应用本专利技术的技术方案，首先将镍钴锰三元材料与碳源混合，然后对镍钴锰三元材料与碳源进行等离子体放电辅助高能球磨，使镍钴锰三元材料与碳源发生化学反应以获得碳包覆镍钴锰三元材料，这样使得制备的碳包覆镍钴锰三元材料作为正极材料时能够抑制三元正极材料的粉化，提高电池的循环性能，同时，碳源由对含糖的农作物进行高温碳化处理得到，有效地降低了制备碳包覆镍钴锰三元材料的成本，采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的镍钴锰三元材料的碳包覆方法成本高、难以量产的问题。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1示出了根据本专利技术的碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法的第一实施例的示意图；
[0021]图2示出了根据本专利技术的碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法的第二实施例的示意图；
[0022]图3示出了根据本专利技术的碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法的第三实施例的示意图。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0024]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0025]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0026]现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
[0027]结合图1至图3所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法。
[0028]碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法包括：将镍钴锰三元材料与碳源混合，对镍钴锰三元材料与碳源进行等离子体放电辅助高能球磨，使镍钴锰三元材料与碳源发生化学反应以获得碳包覆镍钴锰三元材料。其中，碳源由对含糖的农作物进行高温碳化处理得到。
[0029]应用本实施例的技术方案，首先将镍钴锰三元材料与碳源混合，然后对镍钴锰三元材料与碳源进行等离子体放电辅助高能球磨，使镍钴锰三元材料与碳源发生化学反应以获得碳包覆镍钴锰三元材料，这样使得制备的碳包覆镍钴锰三元材料作为正极材料时能够抑制三元正极材料的粉化，提高电池的循环性能，同时，碳源由对农作物进行高温碳化处理得到，有效地降低了制备碳包覆镍钴锰三元材料的成本，采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的镍钴锰三元材料的碳包覆方法成本高、难以量产的问题。
[0030]进一步地，镍钴锰三元材料与碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳包覆镍钴锰三元材料的制备方法，其特征在于，包括：将镍钴锰三元材料与碳源混合，对所述镍钴锰三元材料与所述碳源进行等离子体放电辅助高能球磨，使所述镍钴锰三元材料与所述碳源发生化学反应以获得碳包覆镍钴锰三元材料；其中，所述碳源由对含糖的农作物进行高温碳化处理得到。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镍钴锰三元材料与所述碳源混合后，得到混合物，其中，所述碳源的质量占所述混合物质量的2％
‑
10％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镍钴锰三元材料为单晶三元材料。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源为石墨。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含糖的农作物包括如下至少之一：棉花、玉米、小麦、土豆。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温碳化处理工艺为将所述含糖的农作物添加至马弗炉中并在600
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950℃氦气气氛下碳化30
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120分钟。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对所述镍钴锰三元材料与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，王美春，郭洁，
申请(专利权)人：格力钛新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：