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() 一种正极材料及其制备方法、正极极片、锂离子电池和用电设备技术_技高网

一种正极材料及其制备方法、正极极片、锂离子电池和用电设备技术

技术编号:41206356 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-07 22:32
本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域,具体而言,涉及一种正极材料及其制备方法、正极极片、锂离子电池和用电设备。正极材料包括锂镍钴锰氧化物以及至少部分包覆在锂镍钴锰氧化物表面上的包覆层;锂镍钴锰氧化物的内部掺杂有第一改性元素;包覆层主要由含有第二改性元素的化合物组成;锂镍钴锰氧化物主要由镍钴锰氢氧化物前驱体经第一原子层沉积后与锂源混合烧结形成;包覆层主要由锂镍钴锰氧化物经第二原子层沉积后形成。本发明专利技术通过ALD技术在原子尺度上进行均匀渗透,均匀掺杂,以及均匀包覆,简化了流程,且精密可控;并且掺杂第一改性元素可提高由该正极材料制得的电池的容量,设置包覆层可提高由该正极材料制得的电池的循环稳定性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池,具体而言,涉及一种正极材料及其制备方法、正极极片、锂离子电池和用电设备


技术介绍

1、锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池,已成为高新技术发展的重点之一。而锂电池正极材料是锂离子电池构成材料的一部分,直接影响着锂离子电池的性能,占有较大比例。

2、现有技术中往往通过固相法/液相法对前驱体材料进行掺杂改性,再制备出电池正极材料;或通过固相法、原子层沉积技术(ald)等对初步制备的电池正极材料进行包覆等改性制备出成品三元材料。但是现有技术存在如下局限性:

3、(1)固相法掺杂效果差,掺杂量以及掺杂的均匀性难以控制;

4、(2)液相法效果相对较好,但掺杂均匀性有待进一步提高,且工艺周期长、前期投资大;

5、(3)目前ald等包覆技术均是在正极材料的基础上进行包覆,前期工艺复杂。

6、例如,专利cn102315429b,通过固相法掺杂al元素制备电池正极材料,固相法掺杂均匀性差、掺杂量不可控。

7、又如,专利cn113629239b,通过液相法对三元前驱体材料进行元素掺杂改性,再与锂源混合烧结制备三元正极材料。此方法通过液相法对前驱体材料进行掺杂改性,操作流程过于繁琐,且掺杂量及掺杂均匀性可控性有待进一步提高。

8、再如,专利cn112635740a,采用高温固相法,结合分段烧结等技术,在三元系复合氧化物多晶材料上包覆al2o3制备出ncm三元正极材料,提高了材料的循环稳定性。此方法先通过前驱体与锂盐分段烧结制备出三元复合氧化物材料,再二次烧结制备出三元正极材料,烧结温度高、烧结时间长、包覆层的均匀性与致密性存在不可控风险。

9、再如,专利cn112531147a,采用原子/分子沉积方法,在三元正极材料lini0.83co0.12mn0.05o2多晶颗粒表面包覆al2o3层,可以提高材料电化学性能。但是此方法是在三元正极材料的基础上进行包覆,前期材料制备周期长、成本高。

10、有鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的第一目的在于提供一种正极材料,两步原子层沉积的方法简单、易行,其中第一原子层沉积可以提高掺杂的均匀性及可控性,烧结后可获得均匀渗透与掺杂的锂镍钴锰氧化物,提高了容量;进行第二原子层沉积,在掺杂的基础上进行ald包覆,提高了循环稳定性。解决了现有技术中掺杂量以及掺杂的均匀性难以控制或者工艺周期长的问题。

2、本专利技术的第二目的在于提供一种正极材料的制备方法。

3、本专利技术的第三目的在于提供一种正极极片。

4、本专利技术的第四目的在于提供一种锂离子电池。

5、本专利技术的第五目的在于提供一种用电设备。

6、为了实现本专利技术的上述目的,特采用以下技术方案:

7、本专利技术首先提供了一种正极材料,包括锂镍钴锰氧化物以及至少部分包覆在所述锂镍钴锰氧化物表面上的包覆层;

8、所述锂镍钴锰氧化物的内部掺杂有第一改性元素;所述第一改性元素包括al、mg、zr、nb、ti、cu、zn、w、sb、b、in、y、li、la和f元素中的至少一种;

9、所述包覆层主要由含有第二改性元素的化合物组成;所述第二改性元素包括al、mg、zr、nb、ti、cu、zn、w、sb、b、in、y、li、la和f元素中的至少一种;

10、所述锂镍钴锰氧化物主要由镍钴锰氢氧化物前驱体经第一原子层沉积后与锂源混合烧结形成;所述包覆层主要由所述锂镍钴锰氧化物经第二原子层沉积后形成。

11、本专利技术进一步提供了所述正极材料的制备方法,包括如下步骤:

12、向镍钴锰氢氧化物前驱体中交替循环通入第一改性元素源和氧源,进行第一原子层沉积,得到沉积后材料;所述沉积后材料与锂源混合后烧结,得到掺杂有第一改性元素的锂镍钴锰氧化物;

13、向所述锂镍钴锰氧化物中交替循环通入所述第二改性元素源和所述氧源,进行第二原子层沉积,使含有所述第二改性元素的化合物至少部分包覆在所述锂镍钴锰氧化物的表面,得到所述正极材料。

14、本专利技术又提供了一种正极极片,包括所述正极材料。

15、本专利技术另外提供了一种锂离子电池,包括所述的正极极片。

16、本专利技术还提供了一种用电设备,包括所述的锂离子电池。

17、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:

18、本专利技术提供的正极材料,通过ald技术在原子尺度上进行均匀渗透,均匀掺杂,以及均匀包覆,简化了流程,且精密可控;其中,掺杂可提高由该正极材料制得的电池的容量,包覆可提高由该正极材料制得的电池的循环稳定性能。

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,包括锂镍钴锰氧化物以及至少部分包覆在所述锂镍钴锰氧化物表面上的包覆层;

2.根据权利要求1所述正极材料,其特征在于,含有以下特征(1)至(4)中的至少一项:

3.根据权利要求1所述正极材料,其特征在于,含有以下特征(1)至(2)中的至少一项:

4.根据权利要求1所述正极材料,其特征在于,含有以下特征(1)至(2)中的至少一项:

5.根据权利要求1所述正极材料,其特征在于,含有以下特征(1)至(2)中的至少一项:

6.根据权利要求3或5所述正极材料,其特征在于,含有以下特征(1)至(3)中的至少一项:

7.如权利要求1~6任一项所述正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

8.一种正极极片,其特征在于,包括如权利要求1~6任一项所述正极材料。

9.一种锂离子电池,其特征在于,包括如权利要求8所述的正极极片。

10.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求9所述的锂离子电池。

【技术特征摘要】

1.一种正极材料,其特征在于,包括锂镍钴锰氧化物以及至少部分包覆在所述锂镍钴锰氧化物表面上的包覆层;

2.根据权利要求1所述正极材料,其特征在于,含有以下特征(1)至(4)中的至少一项:

3.根据权利要求1所述正极材料,其特征在于,含有以下特征(1)至(2)中的至少一项:

4.根据权利要求1所述正极材料,其特征在于,含有以下特征(1)至(2)中的至少一项:

5.根据权利要求1所述正极材料,其特征在于,含有以下特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏小涵钱冠男郝雪蓉吕菲徐宁
申请(专利权)人:天津巴莫科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1