一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:42311211 阅读:17 留言:0更新日期:2024-08-14 15:55
本发明专利技术属于锂离子电池正极材料技术领域,公开了一种单晶‑掺杂‑包覆多维协同调控LiNi<subgt;x</subgt;Co<subgt;y</subgt;Mn<subgt;1‑x‑y</subgt;O<subgt;2</subgt;正极材料及其制备方法和应用,制备方法包括:将镍源、钴源、锰源、锂源、掺杂剂和包覆剂混合,之后进行共混球磨、干燥、研磨;将研磨得到的粉末混合物置于空气气氛中,进行三段式煅烧,得到本发明专利技术正极材料。在三段煅烧过程中,粉末混合物经历了熔融、结晶、再熔融、再结晶,最终得到了微米级一次颗粒的单晶高镍三元正极材料,使得晶体结构具有良好的机械性能,有效消除了晶间应力,减少了微裂纹的产生。相较于传统的共沉淀‑高温固相法和熔盐法,具有制备工艺流程短、成本低、环境污染小的显著优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池正极材料,具体涉及一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控linixcoymn1-x-yo2正极材料及其制备方法和应用。


技术介绍

1、作为当前动力电池领域的主流材料之一,三元正极材料以其卓越的能量密度和显著的成本优势,备受市场瞩目,成为行业研究的热点与焦点。然而,随着动力电池能量密度要求的持续提高,传统三元正极材料已难以适应市场日益增长的实际需求。因此,亟需强化其性能,优化生产工艺,以推动技术的进一步发展与创新。

2、现有三元正极材料的发展主要聚焦于单晶化和高镍化两大技术路径。单晶化策略通过减少晶界数量,有效降低副反应发生,提高材料的压实密度,进而实现能量密度的显著提升。而高镍化策略则通过化元素配比,降低钴含量并提升镍含量,在降低生产成本的同时大幅提升电池的能量密度。然而,高镍含量的引入也带来了一系列问题,如体相结构与表面化学稳定性的降低、锂镍混排现象的加剧、微裂纹的形成以及与电解质之间副反应的增多等,这些问题对材料的循环寿命和安全性构成了挑战,从而限制了高镍三元正极材料在动力电池领域的广泛应用。此外,单晶化及高镍化技术的应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料的制备方法,其特征在于,所述单晶-掺杂-包覆多维协同调控LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料中,x=0.6~0.9,y=0.05~0.2;

2.根据权利要求1所述的一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料的制备方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料的制备方法,其特征在于,将混合物A进行共混球磨时,球磨转速为400~800rpm,球磨时间为4~12h。

4.根...

【技术特征摘要】

1.一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控linixcoymn1-x-yo2正极材料的制备方法,其特征在于,所述单晶-掺杂-包覆多维协同调控linixcoymn1-x-yo2正极材料中,x=0.6~0.9,y=0.05~0.2;

2.根据权利要求1所述的一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控linixcoymn1-x-yo2正极材料的制备方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控linixcoymn1-x-yo2正极材料的制备方法,其特征在于,将混合物a进行共混球磨时,球磨转速为400~800rpm,球磨时间为4~12h。

4.根据权利要求1所述的一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控linixcoymn1-x-yo2正极材料的制备方法,其特征在于,将球磨混合料进行干燥处理时,干燥温度为60~80℃,时间为6~12h。

5.根据权利要求1所述的一种单晶-掺杂-包覆多维协同调控linixcoymn1-x-yo2正极材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员:张雪峰闫朗武壮方钊
申请(专利权)人:西安建筑科技大学
类型:发明
国别省市:

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