一种多步固相法制备高倍率单晶高镍三元正极材料的方法技术

本发明专利技术公开一种多步固相法制备高倍率单晶高镍三元正极材料的方法。通过煅烧得到多晶高镍三元大颗粒，再将其与助熔剂混合后进行球磨后，加入还原性锂铝氢化物LiAlH<subgt;4</subgt;溶液以及金属氧化物溶液搅拌烘干，最后通过一段式中高温烧结，水洗干燥后得到高倍率单晶高镍三元正极材料。本发明专利技术在多步固相法的第二步烧结过程中通过助熔剂的引入使正极颗粒在相对低温短时条件下完成有效长大，能够使用多晶高镍正极前驱体制备单晶高镍正极材料，突破了多晶和单晶的制备壁垒。同时引入还原性锂铝氢化物LiAlH<subgt;4</subgt;将金属氧化物更完整的原位包覆在正极材料表面，形成稳固的金属氧化物保护层，使得锂离子电池的循环性能得到大幅度提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池电极材料制备领域，具体涉及一种多步固相法制备高倍率单晶高镍三元正极材料的方法。

技术介绍

1、随着对全/半电动汽车的市场认可度逐渐加深，其使用规模不断扩大。锂离子动力电池具有高能量和功率密度的优点成为电动汽车动力来源主要选择之一，特别是以层状ncm/nca三元材料作为正极材料的锂离子电池，其能量和功率密度大的优势得到进一步放大。目前高镍三元正极材料主要分为单晶和多晶两种结构，单晶高镍三元正极材料相较于多晶材料具有更好的结构稳定性，在充放电过程中单晶颗粒的高镍正极材料由于没有晶界结构，减少了晶间裂纹的产生，保证了锂离子电池充放电过程中单晶高镍正极材料的结构完整性。此外，单晶正极材料在长时间的高电压充放电循环中，没有晶间裂纹向颗粒表面延伸，电解液难以通过裂纹快速渗透到单晶高镍正极材料内部，电极/电解质的接触表界面基本不变，减少充放电过程中副反应，安全性能方面更加可靠。另一方面，电动汽车消费者对充电时间要求越来越高，使对正极材料倍率性能的要求急剧提升，因此对高倍率单晶高镍正极材料的探究逐渐增加。尽管高倍率单晶高镍正极材料在性能方面具有更大本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多步固相法制备高倍率单晶高镍三元正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，工业级多晶高镍三元前驱体的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2，1≥x≥0.8，0.15≥y≥0.1；锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、磷酸锂中的一种或任意几种混合，工业级多晶高镍三元前驱体与锂源的摩尔比为1：0.8~1：0.95；固相法煅烧温度为600℃～800℃，煅烧时间为3~5 h。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，助熔剂为纳米级颗粒，D50为100-500 nm，选自Al(NO3)3、Na2S...

【技术特征摘要】

1.一种多步固相法制备高倍率单晶高镍三元正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，工业级多晶高镍三元前驱体的化学式为nixcoymn1-x-y(oh)2，1≥x≥0.8，0.15≥y≥0.1；锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、磷酸锂中的一种或任意几种混合，工业级多晶高镍三元前驱体与锂源的摩尔比为1：0.8~1：0.95；固相法煅烧温度为600℃～800℃，煅烧时间为3~5 h。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，助熔剂为纳米级颗粒，d50为100-500 nm，选自al(no3)3、na2so4、nacl、kcl、b2o3的一种或任意几种混合，助熔剂的质量分数为工业级多晶高镍三元前驱体的1wt%～10wt%；锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、磷酸锂中的一种或任意几种混合，大颗粒多晶高镍三元正极材料与锂源的摩尔比为1：0.08~1：0.3；分散介质为无水乙醇、乙二醇、草酸、去离子水中的一种或任意几种混合，分散介质含量为工业级多晶高镍三元前驱体的10wt%～50wt%；球磨处理的工艺参数为：球料比1：1~5：1，球磨时间4~12 h，球磨转速1000~2000 rpm，其中研磨球为聚氨酯球、玛瑙球中的至少一种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，过筛筛网为600-700目。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘云建，施晗程，周玉，苏明如，窦爱春，张盼盼，李晓伟，潘凌理，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：