正极材料、正极材料的制备方法、锂离子电池、用电装置制造方法及图纸

技术编号:41722891 阅读:37 留言:0更新日期:2024-06-19 12:47
本申请公开了一种正极材料、正极材料的制备方法、锂离子电池、用电装置。涉及电池正极材料技术领域。本申请通过对正极材料进行改性,在富镍三元正极材料中掺杂高价态阳离子和阴离子,稳定富镍三元正极材料脱嵌锂下的本体结构以及与电解液的界面稳定性,减少副反应、晶格氧析出和过渡金属溶出,提高循环稳定性、高温存储性能以及倍率性能。此外,还可以在正极材料的外表面包覆含硒物质包覆层,减少残留锂化合物的含量,提升锂离子在表层的迁移速率,同时剩余的含硒物质可以与高脱锂态下释放的晶格氧结合防止电解液被氧化产气。此外,还可以通过在含硒物质包覆层的外表面制备导电物质包覆层,防止含硒物质与电解液的直接接触,抑制副反应的发生。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池正极材料领域,尤其涉及一种正极材料、正极材料的制备方法、锂离子电池、用电装置


技术介绍

1、锂离子电池(libs)因其长寿命、高能量密度和低维护成本而备受关注。目前,libs已广泛应用于电动汽车、便携式电子设备、储能系统等领域。

2、但是,libs的能量密度、安全性和使用寿命等性能目前还不能完全满足各种需求,正极材料是取得突破的重要因素。而三元正极材料由于可逆容量高、成本低等优点成为近几年产业化热点,研究人员通常通过不断提高其镍含量来libs增加能量密度。

3、然而,随着三元正极材料中镍含量的增加,会产生一系列的问题。一方面,镍含量增加会导致材料热稳定性下降,在高soc脱锂态下,晶格释氧,内部裂纹扩展,电解液容易进入颗粒内部引起副反应,同时发生过渡金属溶出,导致寿命、安全性能恶化。另一方面,随着镍含量的增加,会导致材料产生表面残留锂化合物(rlcs)、界面稳定性差,带来一系列副作用,包括首效、恶化循环和存储性能等,考虑到rlcs对上述三元正极材料表面的各种不利影响,有必要去除表面rlcs并抑制其随后的形成。因此,现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种正极材料,其特征在于,所述正极材料具有以下化学式:LiaNixCoyMn1-x-yMbO2-cQc,其中,0.2≤a≤1.2,x≥0.6,y>0,b>0,c>0,M包括高价态阳离子,Q包括阴离子,所述高价态阳离子包括四价或以上的阳离子,所述阴离子包括S2-、Se2-、Te2-、P3-中的至少一种;所述正极材料的外表面还包括第一包覆层,所述第一包覆层包括含硒物质;所述正极材料还包括第二包覆层,所述第二包覆层包覆于所述第一包覆层的表面,所述第二包覆层包括导电聚合物;所述高价态阳离子包括Mo6+、Sb5+、Zr4+、Ti4+、Nb5+、W6+、Y5+、Ta5+中的至少一种。

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【技术特征摘要】

1.一种正极材料,其特征在于,所述正极材料具有以下化学式:lianixcoymn1-x-ymbo2-cqc,其中,0.2≤a≤1.2,x≥0.6,y>0,b>0,c>0,m包括高价态阳离子,q包括阴离子,所述高价态阳离子包括四价或以上的阳离子,所述阴离子包括s2-、se2-、te2-、p3-中的至少一种;所述正极材料的外表面还包括第一包覆层,所述第一包覆层包括含硒物质;所述正极材料还包括第二包覆层,所述第二包覆层包覆于所述第一包覆层的表面,所述第二包覆层包括导电聚合物;所述高价态阳离子包括mo6+、sb5+、zr4+、ti4+、nb5+、w6+、y5+、ta5+中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,0.0005≤b≤0.01,和/或,0.001≤c≤0.1。

3.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述含硒物质包括单质硒(se)、氧化硒(seo2)、硫化硒(ses2)、硒化碲(tese)中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,包含所述第一包覆层的正极材料中硒元素的含量为0.03%-5%。

5.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,以所述正极材料总质量100%为基准,所述含硒物质的添加量范围为0.1%—5%。

6.根据权利要求5所述的正极材料,其特征在于,以所述正极材料总质量100%为基准,所述含硒物质的添加量范围为0.5%—2%。

7.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述含硒物质的粒径dv50为100nm—1000nm。

8.根据权利要求7所述的正极材料,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴凯严观福生靳超叶永煌郑仕兵钟铭吴子睿张鑫代志鹏
申请(专利权)人:宁德时代新能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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