一种三元单晶NCM正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种三元单晶NCM正极材料及其制备方法和应用。其中，一种三元单晶NCM正极材料的制备方法，包括：将镍钴锰氢氧化物前驱体与锂源混匀并进行预煅烧处理得到预烧结物料；将预烧结物料与Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;、NbCl<subgt;5</subgt;混匀并进行第一次煅烧处理得到一烧料；获取纳米多孔氧化锆粉体；将一烧料与纳米多孔氧化锆粉体混匀并进行第二次煅烧处理制得三元单晶NCM正极材料。本发明专利技术通过采用Cl<supgt;‑</supgt;离子与Nb<supgt;5+</supgt;离子共掺杂和纳米多孔金属氧化物的包覆策略，不仅能够有效提升单晶三元NCM材料的倍率性能，还能有效提升材料的容量保持率与结构稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池材料，具体涉及一种三元单晶ncm正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂电池镍钴锰(ncm)三元材料凭借其优越的能量密度、经济成本优势以及相对稳健的安全特性，已成为动力电池领域广泛应用的正极材料之一。其中，相较于传统的ncm二次球形颗粒结构，单晶ncm材料凭借其晶体结构展现出显著的优势：1)单晶颗粒结构有效地抑制了晶界裂纹的生成，这一特性有助于减少过渡金属离子的溶解以及电解液对材料的侵蚀等副反应现象，进而提升电化学性能的整体表现；2)单晶ncm材料在充放电过程中展现出单一方向的收缩与膨胀行为，这中特性有助于减少内部裂纹形成，进而增强材料在循环过程中的结构稳定性。基于上述单晶ncm材料优势，使得电池的循环寿命得以延长，热稳定性得以提升，内部短路的风险亦随之降低。其次，由于单晶ncm材料中几乎没有或仅有极少量晶界存在，其在经历多次充放电循环时所承受的机械应力显著减小，进而降低了活性物质发生碎裂和粉化的概率，确保电池即使在长期使用后仍能维持较高的容量保持能力。然而，单晶结构中的锂离子扩散系数通常比多晶材料低一个至两个数量级，而且单晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三元单晶NCM正极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍钴锰氢氧化物前驱体中镍钴锰元素与锂源中锂元素的摩尔比为1：(1.05-1.15)；

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述预煅烧处理的反应气氛为空气或氧气气氛；

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一次煅烧处理的升温速率为1-5℃/min；

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纳米多孔氧化锆粉体的获取过程包括：将氯氧化锆溶于溶剂中获取氯氧化锆溶液；向氯氧化锆溶液中...

【技术特征摘要】

1.一种三元单晶ncm正极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍钴锰氢氧化物前驱体中镍钴锰元素与锂源中锂元素的摩尔比为1：(1.05-1.15)；

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述预煅烧处理的反应气氛为空气或氧气气氛；

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一次煅烧处理的升温速率为1-5℃/min；

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纳米多孔氧化锆粉体的获取过程包括：将氯氧化锆溶于溶剂中获取氯氧化锆溶液；向氯氧化锆溶液中加入氨水溶液进行陈化处理得到氢氧化锆沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，芮祥，陈玉君，张明龙，赵德，梁林，胡勃，刘开喜，刘晨帆，
申请(专利权)人：格林美无锡能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：