一种Mg/Mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体及其制备方法和锂离子电池正极材料技术

本发明专利技术公开了一种Mg/Mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体，其化学式为Ni<subgt;x</subgt;Co<subgt;y</subgt;Mn<subgt;z</subgt;Mg<subgt;a</subgt;Mo<subgt;b</subgt;(OH)<subgt;2</subgt;，其二次颗粒呈球状，从球状颗粒的中心向表面，元素钼的浓度逐渐增大，元素镁的浓度逐渐减小。本发明专利技术还公开了该前驱体的制备方法和利用该前驱体制备的锂离子电池正极材料。本发明专利技术的双梯度掺杂根据Mg/Mo在高温扩散下的不同特点，在构建一个内外整体稳定的材料结构的同时，减少掺杂剂的用量，这种独特的原位双梯度共掺杂结构能够有效的提升材料整体结构的稳定性，从而显著提高正极材料循环稳定性、结构稳定性，避免了高镍三元正极材料循环过程中内部晶格畸变严重，外部结构退化严重，循环性能迅速衰减等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池材料领域，尤其涉及一种mg/mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体及其制备方法和锂离子电池正极材料。

技术介绍

1、近年来，锂离子电池作为新能源汽车发展的核心产品之一，其正极材料对锂离子电池的性能起着关键作用，其中正极材料中的高镍三元正极材料是主流选择。正极材料中，镍的含量直接影响能量密度，因此镍含量的增加成为发展趋势。但随着镍含量的提高，问题也随之增多。例如，高镍含量会改变材料中各元素的价态，导致ni3+增多，从而降低材料的稳定性，并引发与电解液的副反应。此外，减少的钴和锰含量分别影响了材料的电子导电性和结构稳定性。特别是在镍含量超过80％的情况下，高镍三元正极材料在充放电过程中易形成微裂纹，导致容量快速衰减。这些问题不仅影响电池性能，还可能带来安全隐患。因此，为了开发低成本、高容量的正极材料，通过简易的元素掺杂改性来提升高镍三元正极材料的电化学性能显得尤为关键。

2、公开号为cn117361653a的专利文献中公开了一种mo-f双掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其将钼源、氟源与三元前驱体进行均匀混合得到混合物料，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Mg/Mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体，其特征在于，所述前驱体化学式为NixCoyMnzMgaMob(OH)2，其中，0.8≤x≤1，0≤y≤z<0.2，0<a≤0.2，0<b≤0.2，且x+y+z+a+b＝1，所述前驱体的二次颗粒呈球状，从球状颗粒的中心向表面，元素钼的浓度逐渐增大，元素镁的浓度逐渐减小。

2.如权利要求1所述的Mg/Mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体，其特征在于，所述前驱体的一次颗粒呈细针状紧密堆叠。

3.一种如权利要求1或2所述的Mg/Mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种mg/mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体，其特征在于，所述前驱体化学式为nixcoymnzmgamob(oh)2，其中，0.8≤x≤1，0≤y≤z<0.2，0<a≤0.2，0<b≤0.2，且x+y+z+a+b＝1，所述前驱体的二次颗粒呈球状，从球状颗粒的中心向表面，元素钼的浓度逐渐增大，元素镁的浓度逐渐减小。

2.如权利要求1所述的mg/mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体，其特征在于，所述前驱体的一次颗粒呈细针状紧密堆叠。

3.一种如权利要求1或2所述的mg/mo原位双梯度共掺杂高镍三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述镍盐、钴盐、锰盐均为可溶性盐，选自其对应的氯化盐、硫酸盐、硝酸盐中的至少一种；

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂溶液为naoh、koh溶液中的至少一种，其浓度为2～8mol/l；所述络合剂溶液为氨水、碳酸氢铵、乙二胺四乙酸中的至少一种，其浓度为0.2～6mol/l。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田庆华，陈升，童汇，郭学益，喻万景，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：