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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及正极材料,尤其涉及正极材料及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
1、目前,三元材料单晶化是三元材料发展的主流方向,三元单晶材料相比三元多晶材料结构稳定性更好,循环寿命更长,安全性更高,压实性能更好。但单晶材料一般需经历比多晶材料更高的烧结温度,且一次粒子半径大,导致单晶材料在可逆容量与倍率性能上要差于多晶材料,因此容量表现是限制单晶材料更广泛应用的主要问题之一。
2、现有的技术手段主要是通过体相掺杂与表面包覆来提升单晶材料的放电容量,但改善效果有限,不能明显提升材料的容量与倍率性能。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种正极材料及其制备方法、锂离子电池,正极材料具有化学通式为linxcoyo2的包覆层,该包覆层具有高锂离子导体性质,能有效改善正极材料本体与电解液之间的界面反应,提升锂离子的扩散速度,有效提升正极材料的放电容量。
2、第一方面,本申请提供一种正极材料,所述正极材料包括基体材料及位于所述基体材料至少部分表面的包覆层,所述基体材料为层状锂金属复合氧化物,所述包覆层的化学通式为linxcoyo2,其中,x+y=1,n包括ti、w、ca中的至少一种;
3、所述正极材料的比表面积为s m2/g,所述正极材料在6kn/cm2的压力下的粉末电导率为αμs/cm,所述正极材料的粒度分布为l,且l=(d90-d10)/d50,且所述正极材料满足以下关系:其中,181≤a≤240。
4、在一些实施方式中,所述基体材料的化
5、在一些实施方式中,所述包覆层的厚度为10nm~500nm。
6、在一些实施方式中,所述正极材料的比表面积为s m2/g,0.6≤s≤1.3。
7、在一些实施方式中,所述正极材料在6kn/cm2的压力下的粉末电导率为αμs/cm,10<α<1000。
8、在一些实施方式中,所述正极材料的粒度分布为l,且l=(d90-d10)/d50,0.9≤l≤1.6。
9、在一些实施方式中,所述正极材料的振实密度为ρ1g/cm3,ρ1>2.0。
10、在一些实施方式中,所述正极材料的粉体压实密度为ρ2g/cm3,ρ2≥3.0。
11、在一些实施方式中,所述正极材料的锂离子扩散系数为dli+cm2/s,dli+>2.6*10-4。
12、在一些实施方式中,采用cu-kα射线分别对所述正极材料进行xrd测定,所述正极材料的晶胞参数dp为80nm~110nm。
13、在一些实施方式中,采用cu-kα射线分别对所述正极材料进行xrd测定,所述正极材料晶胞参数比为c/a,4.94≤c/a<5.1。
14、在一些实施方式中,所述基体材料的化学通式为lianibcocm1dm2(1-b-c-d)o2,其中,0.95≤a≤1.2,0.5≤b<0.6,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,m1、m2为金属。
15、在一些实施方式中,所述正极材料的比表面积为s m2/g,0.6≤s≤0.75。
16、在一些实施方式中,所述正极材料在6kn/cm2的压力下的粉末电导率为αμs/cm,10<α<100。
17、在一些实施方式中,所述正极材料的粒度分布为l,且l=(d90-d10)/d50,1.2≤l≤1.6。
18、在一些实施方式中,所述正极材料的振实密度为ρ1g/cm3,2.1<ρ1<2.4。
19、在一些实施方式中,所述正极材料的粉体压实密度为ρ2g/cm3,3.1≤ρ2≤3.3。
20、在一些实施方式中,所述正极材料的锂离子扩散系数为dli+cm2/s,2.6*10-4<dli+<1.0*10-3。
21、在一些实施方式中,所述正极材料满足以下关系:其中,181≤a<196。
22、在一些实施方式中,所述基体材料的化学通式为lianibcocm1dm2(1-b-c-d)o2,其中,0.95≤a≤1.2,0.6≤b<0.8,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,m1、m2为金属。
23、在一些实施方式中,所述正极材料的比表面积为s m2/g,0.6≤s≤1.1。
24、在一些实施方式中,所述正极材料在6kn/cm2的压力下的粉末电导率为αμs/cm,150<α<350。
25、在一些实施方式中,所述正极材料的粒度分布为l,且l=(d90-d10)/d50,1.0≤l≤1.3。
26、在一些实施方式中,所述正极材料的振实密度为ρ1g/cm3,2.0<ρ1<2.2。
27、在一些实施方式中,所述正极材料的粉体压实密度为ρ2g/cm3,3.0≤ρ2≤3.2。
28、在一些实施方式中,所述正极材料的锂离子扩散系数为dli+cm2/s,2.6*10-4<dli+<8.9*10-3。
29、在一些实施方式中,所述正极材料满足以下关系:其中,185≤c<204。
30、在一些实施方式中,所述基体材料的化学通式为lianibcocm1dm2(1-b-c-d)o2,其中,0.95≤a≤1.2,0.8≤b<0.9,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,m1、m2为金属。
31、在一些实施方式中,所述正极材料的比表面积为s m2/g,0.7≤s≤1.2。
32、在一些实施方式中,所述正极材料在6kn/cm2的压力下的粉末电导率为αμs/cm,600<α<800。
33、在一些实施方式中,所述正极材料的粒度分布为l,且l=(d90-d10)/d50,0.95≤l≤1.3。
34、在一些实施方式中,所述正极材料的振实密度为ρ1g/cm3,2.0<ρ1<2.1。
35、在一些实施方式中,所述正极材料的粉体压实密度为ρ2g/cm3,3.0≤ρ2≤3.2。
36、在一些实施方式中,所述正极材料的锂离子扩散系数为dli+cm2/s,2.6*10-4<dli+<9.6*10-3。
37、在一些实施方式中,所述其中,195≤a<215。
38、在一些实施方式中,所述基体材料的化学通式为lianibcocm1dm2(1-b-c-d)o2,其中,0.95≤a≤1.2,0.9≤b<1.0,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,m1,m2为金属。
39、在一些实施方式中,本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极材料,其特征在于,所述正极材料包括基体材料及位于所述基体材料至少部分表面的包覆层,所述基体材料为层状锂金属复合氧化物,所述包覆层的化学通式为LiNxCoyO2,其中,x+y=1,N包括Ti、W、Ca中的至少一种;
2.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述正极材料包括以下特征中的至少一种:
3.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述基体材料的化学通式为LiaNibCocM1dM2(1-b-c-d)O2,其中,0.95≤a≤1.2,0.5≤b<0.6,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,M1、M2为金属;所述正极材料包括如下特征中的至少一种:
4.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述基体材料的化学通式为LiaNibCocM1dM2(1-b-c-d)O2,其中,0.95≤a≤1.2,0.6≤b<0.8,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,M1、M2为金属;所述正极材料满足如下特征中的至少一种:
5.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述基体材料的化学通式为LiaNibCocM1dM2
6.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述基体材料的化学通式为LiaNibCocM1dM2(1-b-c-d)O2,其中,0.95≤a≤1.2,0.9≤b<1.0,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,M1、M2为金属;所述正极材料满足如下特征中的至少一种:
7.一种正极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下特征中的至少一种:
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下特征中的至少一种:
10.一种锂离子电池,其特征在于,所述正极材料包括权利要求1~6任一项所述的正极材料或权利要求7~9任一项所述的正极材料制备得到的正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种正极材料,其特征在于,所述正极材料包括基体材料及位于所述基体材料至少部分表面的包覆层,所述基体材料为层状锂金属复合氧化物,所述包覆层的化学通式为linxcoyo2,其中,x+y=1,n包括ti、w、ca中的至少一种;
2.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述正极材料包括以下特征中的至少一种:
3.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述基体材料的化学通式为lianibcocm1dm2(1-b-c-d)o2,其中,0.95≤a≤1.2,0.5≤b<0.6,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,m1、m2为金属;所述正极材料包括如下特征中的至少一种:
4.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述基体材料的化学通式为lianibcocm1dm2(1-b-c-d)o2,其中,0.95≤a≤1.2,0.6≤b<0.8,0≤c≤1,0≤d≤1,b+c+d≤1,m1、m2为金属;所述正极材料满足如下特征中的至少一种:
5.根据权利要求1所述的正极材料,...
【专利技术属性】
技术研发人员:王誉,刘国学,郑玉,莫岩,吴小珍,杨顺毅,黄友元,
申请(专利权)人:深圳市贝特瑞纳米科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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