【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种高倍率镍基正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在众多化学电源中，锂离子电池由于具有能量密度高、使用寿命长、自放电程度小、无记忆效应及环保等诸多优势而受到了广泛关注。自1991年索尼公司首次将锂离子电池技术成功商业化以来，锂离子电池在手机、手提电脑、相机等消费类电子设备中得到了大规模应用。近年来，随着电动汽车的大力推行，由此带动了动力电池的爆发式增长。
2、锂离子电池存在着充电时间长，充放电速率慢的问题，在很大程度上影响了手机、电动汽车等的使用体验。动力电池主要是由正极、负极、隔膜和电解液等组成，正极材料是决定动力电池充放电速率的关键组分，在目前商业化锂离子电池中最常用的正极材料如licoo2、lifepo4、三元材料中，镍基三元材料具有能量密度高的优势，能够满足高端锂离子电池的使用需求，但其倍率性能需要进一步提升。因此，进行高倍率镍基正极材料的开发对于进一步提升锂离子电池的使用体验具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的镍基三元材料的倍率性能差的问题，提供一种高倍率镍基正极材料及其制备方法和应用，该镍基正极材料应用在锂离子电池中具有良好的电化学性能，具体表现为倍率放电性能得到提高。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种镍基正极材料，所述镍基正极材料的化学组成为lianixcoymztpo2；其中，0.9≤a≤1.3，0＜x≤1，0≤y＜1，0≤z＜1，0＜p≤0
3、本专利技术第二方面提供一种制备镍基正极材料的方法，所述方法包括以下步骤：
4、(1)将金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液进行共沉淀反应，得到前驱体；
5、(2)将所述前驱体、含t化合物、锂源和溶剂进行混合、干燥和焙烧，得到所述镍基正极材料；
6、其中，所述金属盐溶液含有ni、co和m元素中的至少一种，m选自viib族元素和iiia族元素中的至少一种；所述t选自iiib族元素和va族元素中的至少一种。
7、本专利技术第三方面提供上述第一方面所述的镍基正极材料或者上述第二方面所述的方法制得的镍基正极材料在锂离子电池中的应用。
8、通过上述技术方案，本专利技术能够获得如下有益效果：
9、本专利技术提供的镍基正极材料，区别于现有正极材料在于其具有新颖的组成和结构，其含有iiib族元素和va族元素中的至少一种元素，且掺杂在镍基正极材料晶格中，具有更低的锂镍混排度和更高的(110)晶面暴露，应用在锂离子电池中能够提升锂离子和电子在正极材料中的迁移速率，提升锂离子电池的电化学性能。另外，本专利技术提供的镍基正极材料的制备方法简单易操作。
10、本专利技术提供的镍基正极材料的电化学性能优异，其具有较高的倍率性能。在1c倍率下放电容量可以达到在0.1c倍率下放电容量的95.2％。本专利技术提供的新型镍基正极材料可用于高倍率锂离子电池中。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种镍基正极材料，其特征在于，所述镍基正极材料的化学组成为LiaNixCoyMzTpO2；其中，0.9≤a≤1.3，0＜x≤1，0≤y＜1，0≤z＜1，0＜p≤0.1，且x+y+z＝1；M选自VIIB族元素和IIIA族元素中的至少一种，T选自IIIB族元素和VA族元素中的至少一种，所述T掺杂在镍基正极材料晶格中。
2.根据权利要求1所述的镍基正极材料，其中，所述T选自Bi、Sc和Y中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的镍基正极材料，其中，所述镍基正极材料的X射线衍射图谱中，以峰高度计的(003)和(104)晶面衍射峰的强度的比值不低于1.5，优选不低于1.7；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的镍基正极材料，其中，所述镍基正极材料是由一次颗粒团聚形成的二次微球，所述二次微球的粒径为1-30μm，优选为1-20μm。
5.一种制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其中，以Li元素计的锂源、Ni元素、Co元素、M元素和以T元素计的含T化合物的摩尔用量比为(0.
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，步骤(2)中，所述焙烧包括第一焙烧和第二焙烧；
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其中，所述T选自Bi、Sc和Y中的至少一种；
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述步骤(1)中，共沉淀反应体系中络合剂的浓度逐渐增加，络合剂的浓度变化速率逐渐减小；
10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法，其中，共沉淀反应时间记为R小时，在反应开始的前1/8R小时内，所述沉淀反应体系的固含率不高于7wt％，优选不高于5wt％。
11.根据权利要求5-10中任意一项所述的方法，其中，所述共沉淀反应的条件包括：温度为20-70℃，优选为45-60℃；pH值为8-14，优选为10-12；反应时间不低于10h，优选为12-96h；
12.根据权利要求5-11中任意一项所述的方法，其中，以金属元素计，所述金属盐溶液的浓度为0.01-5mol/L，优选为0.01-4mol/L；
13.权利要求1-4中任意一项所述的镍基正极材料或者权利要求5-12中任意一项所述的方法制得的镍基正极材料在锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种镍基正极材料，其特征在于，所述镍基正极材料的化学组成为lianixcoymztpo2；其中，0.9≤a≤1.3，0＜x≤1，0≤y＜1，0≤z＜1，0＜p≤0.1，且x+y+z＝1；m选自viib族元素和iiia族元素中的至少一种，t选自iiib族元素和va族元素中的至少一种，所述t掺杂在镍基正极材料晶格中。
2.根据权利要求1所述的镍基正极材料，其中，所述t选自bi、sc和y中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的镍基正极材料，其中，所述镍基正极材料的x射线衍射图谱中，以峰高度计的(003)和(104)晶面衍射峰的强度的比值不低于1.5，优选不低于1.7；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的镍基正极材料，其中，所述镍基正极材料是由一次颗粒团聚形成的二次微球，所述二次微球的粒径为1-30μm，优选为1-20μm。
5.一种制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其中，以li元素计的锂源、ni元素、co元素、m元素和以t元素计的含t化合物的摩尔用量比为(0.9-1.3):(0-1):(0-1):(0-1):(0-0.1)，优选为(0.9-1.3):(0.5-0.95):(0-0.5):...
【专利技术属性】
技术研发人员：张同宝，汪碧微，张宇，朱烨，陈芳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。