一种高容量长循环的低钴单晶正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于锂电池正极材料领域，公开了一种高容量长循环的低钴单晶正极材料，将其颗粒内部从外至内划分为第一、第二两个区域，第一、第二区域的钴浓度从外向内分别以每100nm降低6％～20％、0.1％～6％的速率呈梯度分布。该设计能显著提高首次充/放容量和倍率性能，并且可明显改善高温循环。还公开了该低钴单晶正极材料的制备方法，工序简单，成本较低，通过合适的高镍低钴小颗粒前驱体选择，结合元素掺杂包覆改性与干法烧结工艺，对低钴单晶正极材料的粒度形貌与结构进行调控，对晶体结构与表面进行修饰，形成了从外至内的两阶递减钴浓度梯度分布，改善了高镍低钴正极材料高残锂，功率及循环性能差、安全性能差的共性问题。安全性能差的共性问题。安全性能差的共性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高容量长循环的低钴单晶正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂电池正极材料
，尤其涉及一种高容量长循环的低钴单晶正极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了满足新能源汽车市场对续航里程日益增长的需求，高能量密度性能的竞争随之加大，高能量锂离子电池得到了极大的发展。在能量密度的竞速下，三元正极材料的发展趋于高镍化、高电压化，同时也面临着循环寿命差、安全等风险与挑战。近年来，原材料资源的价格涨幅较大，作为三元正极材料的终极目标，高镍低钴正极材料有着极大的能量密度及成本优势，但同时也存在着高残锂、倍率及循环性能差的共性问题。
[0003]因此，针对高镍低钴正极材料进行改性开发，解决其容量低、循环寿命差、安全等风险问题势在必行。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种高容量长循环的低钴单晶正极材料及其制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种高容量长循环的低钴单晶正极材料，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高容量长循环的低钴单晶正极材料，其特征在于，所述低钴单晶正极材料的颗粒通过EPMA分析，离颗粒表面的距离为25nm至425nm的区域为第一区域，离颗粒表面的距离为425nm至颗粒中心的区域为第二区域；所述第一区域的钴浓度从外向内以每100nm降低6％～20％的速率呈梯度分布；所述第二区域的钴浓度从外向内以每100nm降低0.1％～6％的速率呈梯度分布。2.根据权利要求1所述的低钴单晶正极材料，其特征在于，所述第一区域与第二区域的钴浓度降低速率之比为3～8∶1。3.根据权利要求1所述的低钴单晶正极材料，其特征在于，所述低钴单晶正极材料的通式为Li
u
Ni1‑
x
‑
y
‑
z
Co
x
Mn
y
M
z
N
v
O2‑
w
，其中，0.9≤u≤1.1，0＜x≤0.10，0＜y≤0.1，0≤z≤0.05，0≤v≤0.05，
‑
0.05≤w≤0.05；M为掺杂元素，其选自Al、Mg、Zr、Ti、Y、W、Ta、Nb、Ce、Sn、B、Sr、Mo中的至少一种或多种；N为包覆元素，其选自B、Ce、Nb、Sn、W、Al、Zr中的至少一种或多种。4.根据权利要求1所述的低钴单晶正极材料，其特征在于，所述低钴单晶正极材料在XRD衍射图谱中104峰的半峰宽值为0.08～0.10，经过XRD精修后得到的锂镍混排值为1.8％～2.5％。5.根据权利要求1所述的低钴单晶正极材料，其特征在于，所述低钴单晶正极材料的D50粒径为3.0～4.0μm，一次颗粒晶粒尺寸为1.5～2.0μm，比表面积为0.4～0.8m2/g，总残锂为800～1400ppm。6.根据权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小康，罗桂，谭欣欣，
申请(专利权)人：巴斯夫杉杉电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：