System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高镍三元正极材料、其制备方法及锂电池技术_技高网

一种高镍三元正极材料、其制备方法及锂电池技术

技术编号:40554794 阅读:10 留言:0更新日期:2024-03-05 19:15
本发明专利技术公开了一种高镍三元正极材料、其制备方法及锂电池,涉及锂电池技术领域。采用含氟类液晶分子在高镍三元高镍三元正极材料基材上形成包覆层,含氟类液晶分子具有较低熔点,较传统包覆剂更易形成理想包覆层,而且液晶分子具有更好的耐溶剂及耐电解液腐蚀性,能够显著提升正极材料的高温循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池,具体而言,涉及一种高镍三元正极材料、其制备方法及锂电池


技术介绍

1、高镍三元正极材料是一种常见的锂离子电池正极材料,其化学式为li(ni,co,mn)o2,其中镍的含量高于传统三元正极材料,而钴的含量相对较低。高镍三元正极材料具有能量密度高、倍率性能好、高温稳定性好等优点,因此在锂离子电池中得到了广泛应用。其缺点主要是:循环寿命相对较短,对生产设备的要求较高,在高温环境下易出现容量衰减。

2、通过包覆的方法对高镍三元正极材料进行改进是常见的手段,常见的包覆剂(氧化铝、氧化钛、氧化锆、硼酸等)干法包覆后包覆效果较差,难以形成均匀包覆层,造成电芯内材料与电解液的界面电阻增大,并且加剧了材料在循环过程中电解液的腐蚀,使得电池胀气,循环性能大幅度下降。

3、因此,亟需寻求能够显著改善高镍三元正极材料的高温循环性能的改性方法。

4、鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种高镍三元正极材料、其制备方法及锂电池,旨在显著提升高镍三元正极材料的高温循环性能。

2、本专利技术是这样实现的:

3、第一方面,本专利技术提供一种高镍三元正极材料,包括高镍三元正极材料基材和包覆于高镍三元正极材料基材上的包覆层,包覆层由含氟类液晶分子形成;

4、其中,含氟类液晶分子的化学式为:

5、;

6、式中,封端基团r1选自烷基或烷氧基;

7、封端基团r2为含氟基团。

8、在可选的实施方式中,封端基团r1选自甲基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基和正辛氧基中的任意一种。

9、在可选的实施方式中,封端基团r2选自-f、-cf3、-ocf3和-cf2h中的任意一种。

10、在可选的实施方式中,包覆层的质量占比为0.05%-5%。

11、在可选的实施方式中,高镍三元正极材料基材的化学式为linixcoymnzo2,x+y+z=1,0.8≤x≤1,0≤y≤0.2,0≤z≤0.2。

12、第二方面,本专利技术提供一种前述实施方式中任一项高镍三元正极材料的制备方法,包括:利用含氟类液晶分子在高镍三元正极材料基材上形成包覆层。

13、在可选的实施方式中,将含氟类液晶分子和高镍三元正极材料基材混合后进行低温烧结,烧结温度为50℃-200℃,烧结时间为2h-24h。

14、在可选的实施方式中,高镍三元正极材料基材的制备方法包括:将镍钴锰前驱体和锂盐混合烧结,控制烧结温度为700℃-900℃,烧结气氛为氧气,烧结时间为10h-16h;

15、镍钴锰前驱体的化学式为nixcoymnzoh,x+y+z=1,0.8≤x≤1,0≤y≤0.2,0≤z≤0.2。

16、在可选的实施方式中,通过控制锂盐的用量,使锂元素与镍钴锰总量的摩尔比为(1.01-1.1):1;

17、第三方面,本专利技术提供一种锂电池,包括前述实施方式中任一项高镍三元正极材料或前述实施方式中任一项制备方法制备得到的高镍三元正极材料。

18、本专利技术具有以下有益效果:采用含氟类液晶分子在高镍三元高镍三元正极材料基材上形成包覆层,含氟类液晶分子具有较低熔点,较传统包覆剂更易形成理想包覆层,而且液晶分子具有更好的耐溶剂及耐电解液腐蚀性,能够显著提升正极材料的高温循环性能。

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【技术保护点】

1.一种高镍三元正极材料,其特征在于,包括高镍三元正极材料基材和包覆于所述高镍三元正极材料基材上的包覆层,所述包覆层由含氟类液晶分子形成;

2.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料,其特征在于,封端基团R1选自甲基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基和正辛氧基中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料,其特征在于,封端基团R2选自-F、-CF3、-OCF3和-CF2H中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料,其特征在于,所述包覆层的质量占比为0.05%-5%。

5.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料,其特征在于,所述高镍三元正极材料基材的化学式为LiNixCoyMnzO2,x+y+z=1,0.8≤x≤1,0≤y≤0.2,0≤z≤0.2。

6.一种权利要求1-5中任一项所述高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括:利用所述含氟类液晶分子在所述高镍三元正极材料基材上形成包覆层。

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,将所述含氟类液晶分子和所述高镍三元正极材料基材混合后进行低温烧结,烧结温度为50℃-200℃,烧结时间为2h-24h。

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述高镍三元正极材料基材的制备方法包括:将镍钴锰前驱体和锂盐混合烧结,控制烧结温度为700℃-900℃,烧结气氛为氧气,烧结时间为10h-16h;

9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,通过控制所述锂盐的用量,使锂元素与镍钴锰总量的摩尔比为(1.01-1.1):1。

10.一种锂电池,其特征在于,包括权利要求1-5中任一项所述高镍三元正极材料或权利要求6-9中任一项所述制备方法制备得到的高镍三元正极材料。

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【技术特征摘要】

1.一种高镍三元正极材料,其特征在于,包括高镍三元正极材料基材和包覆于所述高镍三元正极材料基材上的包覆层,所述包覆层由含氟类液晶分子形成;

2.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料,其特征在于,封端基团r1选自甲基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基和正辛氧基中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料,其特征在于,封端基团r2选自-f、-cf3、-ocf3和-cf2h中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料,其特征在于,所述包覆层的质量占比为0.05%-5%。

5.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料,其特征在于,所述高镍三元正极材料基材的化学式为linixcoymnzo2,x+y+z=1,0.8≤x≤1,0≤y≤0.2,0≤z≤0.2。

6.一种权利要求1-5中任...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚仕洪张萍周宇环李成侯世林郭攀张彬
申请(专利权)人:宜宾锂宝新材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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