正极活性材料组合物制造技术

技术编号:39492351 阅读:8 留言:0更新日期:2023-11-24 11:14
本申请属于电池技术领域,涉及正极活性材料组合物

【技术实现步骤摘要】
正极活性材料组合物、正极极片、电池及用电设备


[0001]本申请涉及锂电池
,尤其涉及正极活性材料组合物

正极极片

电池及用电设备


技术介绍

[0002]近年来,锂离子电池取得了极大的发展,锂离子电池可广泛应用于水力

火力

风力和太阳能电站等储能电源系统,以及电动车

电动工具

军事装备和航空航天等多个领域

其中,锂离子电池应用于电动自行车

电动摩托车和电动汽车等电动车领域时,随着市场对于电动车续航要求越来越高,如何提高电池的能量密度,有待进一步解决


技术实现思路

[0003]有鉴于此,本申请提供正极活性材料组合物

正极极片

电池及用电设备,可以提高正极活性材料组合物的压实密度,提高电池的能量密度

[0004]本申请的第一方面提供了一种正极活性材料组合物,包括体积平均粒径
Dv50
在1μ
m

8.8
μ
m
范围的第一锂镍钴锰氧化物

第二锂镍钴锰氧化物和第三锂镍钴锰氧化物,第一锂镍钴锰氧化物

第二锂镍钴锰氧化物和第三锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
比为
(3

2.2):(2.1

1.5):1。
[0005]本申请实施例的技术方案中,正极活性材料组合物提供三种不同体积平均粒径
Dv50
的锂镍钴锰氧化物,使其混合,体积平均粒径
Dv50
分布在1μ
m

8.8
μ
m
范围内的锂镍钴锰氧化物,并通过控制三种锂镍钴锰的体积平均粒径
Dv50
的比值,可以精确的控制三种锂镍钴锰的体积平均粒径
Dv50
的粒径的差距范围,使得锂镍钴锰氧化物颗粒之间所形成的间隙占用比提高,正极活性材料组合物的三级配合的效果较佳,使得正极活性材料组合物的压实密度提高,可以提高正极活性材料组合物的能量密度

[0006]在任意实施方式中,第一锂镍钴锰氧化物

第二锂镍钴锰氧化物和第三锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50

1.5
μ
m

8.8
μ
m
范围内

本申请实施方式中,在该范围内的正极活性材料组合物的压实密度较高,循环稳定性较高

[0007]本申请实施例的技术方案中,第一锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为3μ
m

8.8
μ
m
;第二锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为2μ
m
‑8μ
m
;第三锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为1μ
m
‑4μ
m。
通过控制三种锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
的范围,可以进一步控制三种锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
的差值范围,使得锂镍钴锰氧化物颗粒之间所形成的间隙占用比更高,正极活性材料组合物的三级配合的效果更佳,使得正极活性材料组合物的压实密度提高,可以提高正极活性材料组合物的能量密度

[0008]在任意实施方式中,第一锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为4μ
m
‑6μ
m。
本申请实施例的技术方案中,通过进一步调控第一锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
,使得第一锂镍钴锰氧化物与第二锂镍钴锰氧化物

第三锂镍钴锰氧化物的混合效果较佳,使得正极活性材料组合物的压实密度更佳

同时可以提高正极活性材料组合物的能量密度和循环
稳定性

[0009]在任意实施方式中,第二锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为3μ
m
‑5μ
m。
本申请实施例的技术方案中,通过调控第二锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
,使得第一锂镍钴锰氧化物与第二锂镍钴锰氧化物

第三锂镍钴锰氧化物的混合效果较佳,使得正极活性材料组合物的压实密度较佳

可以提高正极活性材料组合物的能量密度和循环稳定性

[0010]在任意实施方式中,第三锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50

1.5
μ
m
‑3μ
m。
本申请实施例的技术方案中,通过调控第三锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
,使得第三锂镍钴锰氧化物与第二锂镍钴锰氧化物

第一锂镍钴锰氧化物的混合效果较佳,使得正极活性材料组合物的压实密度较佳

可以提高正极活性材料组合物的能量密度和循环稳定性

[0011]在任意实施方式中,第一锂镍钴锰氧化物和第二锂镍钴锰氧化物的质量比为
(4

5): 1。
本申请实施例的技术方案中,通过控制体积平均粒径
Dv50
最大的第一锂镍钴锰氧化物的质量大于体积平均粒径
Dv50
较大的第二锂镍钴锰氧化物的质量,并控制两种锂镍钴锰氧化物平均粒径
Dv50
的比值,使得第一锂镍钴锰氧化物和第二锂镍钴锰氧化物所形成的间隙大于仅有第二锂镍钴锰氧化物所形成的间隙,使得可以填充第三锂镍钴锰氧化物的间隙增多,提高三重混合级配的效果,提高正极活性材料的压实密度

本申请实施例的技术方案中,可以提高锂镍钴锰氧化物颗粒之间所形成的间隙的整体的体积占用比,提高正极活性材料的压实密度

[0012]在任意实施方式中,基于正极活性材料组合物总质量,第一锂镍钴锰氧化物和第二锂镍钴锰氧化物的质量占比的总和为
60%

90%。
本申请实施例的技术方案中,通过控制正极活性材料中第一锂镍钴锰氧化物和第二镍钴锰氧化物的质量占比的总和较大,使得正极活性材料组合物中第一镍钴锰氧化物和第二锂镍钴锰氧化物所形成的间隙体积较大,有利于提高平均粒径
Dv50
最小的第三锂镍钴锰氧化物填充至第一镍钴锰氧化物和第二锂镍钴锰氧化物所形成的间隙中,提高正极活性材料的压实密度

[0013]在任意实施方式中,基于正极活性材料组合物总质量,第一锂镍钴锰氧化物和第二锂镍钴锰氧化物的质量占本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种正极活性材料组合物,其特征在于,包括:体积平均粒径
Dv50
在1μ
m

8.8
μ
m
范围的第一锂镍钴锰氧化物

第二锂镍钴锰氧化物和第三锂镍钴锰氧化物,所述第一锂镍钴锰氧化物

所述第二锂镍钴锰氧化物和所述第三锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
比为
(3

2.2):(2.1

1.5):1
;所述第一锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为3μ
m

8.8
μ
m
;所述第二锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为2μ
m
‑8μ
m
;所述第三锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为1μ
m
‑4μ
m。2.
根据权利要求1所述的正极活性材料组合物,其特征在于,所述第一锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为4μ
m
‑6μ
m
;或
/

,
所述第二锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50
为3μ
m
‑5μ
m
;或
/
和,所述第三锂镍钴锰氧化物的体积平均粒径
Dv50

1.5
μ
m
‑3μ
m。3.
根据权利要求1所述的正极活性材料组合物,其特征在于,所述第一锂镍钴锰氧化物和所述第二锂镍钴锰氧化物的质量比为
(4

5): 1。4.
根据权利要求1或3所述的正极活性材料组合物,其特征在于,基于正极活性材料组合物总质量,所述第一锂镍钴锰氧化物和所述第二锂镍钴锰氧化物的质量占比的总和为
60%

90%。5.
根据权利要求1‑3任一项所述的正极活性材料组合物,其特征在于,所述第一锂镍钴锰氧化物包括化学式为 Li
x1
(Ni
a1
Co
b1
Mn
c1
)
d1
M1‑
d1
O
y1
Az1的材料,所述第二锂镍钴锰氧化物包括化学式为
Li
x2
(Ni
a2
Co
b2
Mn
c2
)
d2
M1‑
d2
O
y2
A
z2
的材料,所述第三锂镍钴锰氧化物包括化学式为 Li
x3
(Ni
a3
Co
b3
Mn
c3
)
d3
M1‑
d3
O
y3
A
z3
的材料,其中,
0.95≤x1≤1.1

0.3≤a1≤0.7

0.01≤b1≤0.15

0.15≤c1≤0.55

a1+b1+c1=1

0.95≤d1≤1

1.9≤y1≤2.1

0≤z1≤0.1

0.95≤x2≤1.1

0.3≤a2≤0.7

0.01≤b2≤0.15

【专利技术属性】
技术研发人员:林泽慧倪欢
申请(专利权)人:宁德时代新能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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