一种单晶富锂锰基正极材料及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种单晶富锂锰基正极材料及其制备方法和锂离子电池。正极材料的化学式为Li<subgt;x</subgt;Mn<subgt;a</subgt;Ni<subgt;b</subgt;Co<subgt;c</subgt;M<subgt;d</subgt;N<subgt;e</subgt;O<subgt;g</subgt;，其中M为W、Mo、La、Zr、Nb、Ta、V、Hf中的一种，N为F、B、Cl、Br、S、P中的一种，1＜x≤1.3，0.5＜a≤0.8，0.1≤b＜0.5，0＜c≤0.5，0＜d≤0.1，0＜e≤0.1，2≤g＜2.2，0.1≤d/e≤5。本发明专利技术的正极材料的压实密度最高可达3.6g/cm<supgt;3</supgt;，比表面积最低仅为0.25m<supgt;2</supgt;/g，能极大低降低正极材料与电解质的接触面，进而抑制界面副反应，提高了富锂锰基正极材料的体积能量密度和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种单晶富锂锰基正极材料及其制备方法和锂离子电池。

技术介绍

1、高比能、低成本、高安全是锂离子电池行业长期持续健康发展的重要技术突破点，也是实现资源高效利用、强化产业链质量的有力保障，契合双碳发展理念。正极材料在锂离子电池的质量和成本占比均高达40-50％，很大程度决定了电池的能量密度、安全性、寿命等关键性能。富锂锰基正极材料的原材料成本低、热稳定性高、比容量超过250mah/g，被视为近期支撑锂电池技术升级的首选材料，但是循环性能差、电压衰减快、压实密度低等技术难题长期未能突破，阻碍了其商业化应用和产业化进程。

2、目前主流的富锂锰基正极材料是由纳米级的一次颗粒随机取向团聚形成的二次球形正极颗粒，在脱嵌锂过程中正极颗粒不断的膨胀和收缩，应力极易在晶界处集中并出现微裂纹，导致颗粒破碎和粉化，引发材料结构坍塌和电化学性能崩坏；同时多晶颗粒具有更多的电极-电解液界面，其不良副反应更多；另一方面二次颗粒表面和内部存在较多孔隙，会降低材料的压实密度。研究表明单晶材料具有反应界面少、压实密度高、结构稳定性强、安全性好等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单晶富锂锰基正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式为LixMnaNibCocMdNeOg，其中M为W、Mo、La、Zr、Nb、Ta、V、Hf中的一种，N为F、B、Cl、Br、S、P中的一种，1<x≤1.3，0.5<a≤0.8，0.1≤b<0.5，0<c≤0.5，0<d≤0.1，0<e≤0.1，2≤g<2.2，0.1≤d/e≤5。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，1<x≤1.2，0.5<a≤0.6，0.1≤b<0.15，0.1<c≤0.15，0.01≤d≤0.05，0.01≤e≤0.07...

【技术特征摘要】

1.一种单晶富锂锰基正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式为lixmnanibcocmdneog，其中m为w、mo、la、zr、nb、ta、v、hf中的一种，n为f、b、cl、br、s、p中的一种，1<x≤1.3，0.5<a≤0.8，0.1≤b<0.5，0<c≤0.5，0<d≤0.1，0<e≤0.1，2≤g<2.2，0.1≤d/e≤5。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，1<x≤1.2，0.5<a≤0.6，0.1≤b<0.15，0.1<c≤0.15，0.01≤d≤0.05，0.01≤e≤0.07。

3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料满足以下特征(1)-(4)中的至少一种：

4.权利要求1-3任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一锂源为碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂中的至少一种；

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：任志敏，梁展硕，王建涛，李国华，齐小鹏，杨容，
申请(专利权)人：国联汽车动力电池研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：