正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及正极材料及其制备方法。本发明专利技术的正极材料为具有核和壳的二次颗粒，其中核的孔隙率大于壳的孔隙率。本发明专利技术通过在二次颗粒的核形成更大的颗粒间隙，减少锂离子嵌入脱出过程中体积形变产生的应力集中，提高了材料的稳定性、倍率性、安全性与循环寿命等，从而特别适用于高能量密度锂离子电池。适用于高能量密度锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】
正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及具有核和壳的二次颗粒形式的正极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电动车的迅猛发展，对其续航里程、使用寿命和安全性能等方面的要求越发严格。相应地，作为电动车中关键部件的电池，也面临巨大挑战。电动车电池的各方面性能及安全性与其正极材料关系密切，需要进行重点研究。
[0003]三元材料，例如LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，是广泛应用的正极材料之一。随着对电池能量密度要求的不断提高，三元材料中镍元素的含量不断提高。
[0004]高镍的正极材料存在容量衰减快及安全性差的问题，其主要原因包括：（1）在高镍的正极材料脱嵌Li时，存在多种相变，产生颗粒内部应力应变，导致颗粒破裂，材料衰变点增多及结构坍塌等；（2）正极材料内部锂离子分布不均匀及Li/Ni混排现象，影响锂离子传输通道，从而影响材料的循环寿命及安全性；（3）充电态的高镍正极材料中，表面的Ni<br/>4+
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的正极材料，为具有核和壳的二次颗粒，其中核的孔隙率大于壳的孔隙率。2.权利要求1所述的正极材料，其中核的孔隙率为50
‑
90%，壳的孔隙率为10
‑
50%，并且核的孔隙率与壳的孔隙率之比大于1.2。3.权利要求1所述的正极材料，其中核包含孔径为50
‑
500nm的大孔，核的大孔的孔隙率为60
‑
80%；并且壳包含孔径为50
‑
500nm的大孔，壳的大孔的孔隙率为20
‑
40%。4.权利要求1所述的正极材料，其中所述正极材料的孔体积随施加于正极材料上的压力增加而增加；优选地，所述正极材料中孔径为50
‑
110nm的孔的受压孔体积记为PV
i
，其中i=0、1、2、3、和4，分别对应于在受到施加于正极材料上的0吨、1.5吨、2.5吨、3.5吨及4.5吨压力时所述孔的孔体积，其中所述受压孔体积满足以下公式：1&lt;PV1/PV0&lt;1.5，1&lt;PV2/PV0&lt;4.0，1&lt;PV3/PV0&lt;6.0，并且1&lt;PV4/PV0&lt;8.0。5.权利要求1所述的正极材料，其中所述正极材料的平均组成如式：Li
0.6+δ
[(Ni
x1
Co
y1
M1‑
x1
‑
y1
D
η1
)
z
·
(Ni
x2
Co
y2
M1‑
x2
‑
y2
G
η2
)1‑
z
]O2，0≤δ≤0.6，0.6≤x1≤1，0.6≤x2≤1，0≤y1≤0.4，0≤y2≤0.4，0&lt;z&lt;1，0≤η1≤0.1，0≤η2≤0.1，M为Mn与Al中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王竞鹏，胡军涛，金玉强，倪闯将，张学全，刘亚飞，陈彦彬，
申请(专利权)人：北京当升材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：