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一种球形三元正极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:42451900 阅读:34 留言:0更新日期:2024-08-21 12:44
本发明专利技术属于锂离子电池领域,涉及一种球形三元正极材料及其制备方法和应用,用以解决共沉淀工艺中不同过渡金属在碱性环境下无法合成精确化学计量比的三元正极材料、其制备方法复杂以及得到的三元正极材料电化学性能不佳的问题。该方法包括以下步骤:将过渡金属化合物、锂盐溶于适量的去离子水溶剂后,通过高温球化炉热处理,得到一次表面光滑、致密度高的球形正极材料前驱体,随后再在一定气氛和温度环境下热处理,即可得到球形正极材料。该方法制备工艺简单,所制备的球形三元正极材料由微纳米尺寸晶粒组装成的球形二次颗粒组成,具有较高的压实密度,在锂离子电池正极材料领域表现出极好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池领域,涉及一种球形三元正极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、锂离子电池三元材料由于容量高、安全性好和循环寿命长等优点,被广泛用于锂离子电池正极材料。三元正极材料形貌、尺寸、结构和比表面性质影响离子迁移路径、与电解液接触面积和材料的振实密度,进一步影响锂离子电池的电化学性能。球形形貌的三元正极材料不仅振实密度和压实密度高,而且分散性和加工性能好,易于制备高能量密度的锂离子电池。因此,合成球形形貌的三元正极材料成为发展高能量密度锂离子电池的发展趋势。

2、目前制备球形正极材料主要采用共沉淀法工艺,首先将过渡金属离子盐溶液与碱性沉淀剂溶液混合得到碱性球形过渡金属沉淀前驱体,经过清洗、干燥后,与计量比的锂源球磨混合进行长时间高温热处理最终制得球形三元正极材料。这种方法具有易规模化和生产成本低等优点,在锂离子电池三元正极材料规模化合成方面应用广泛。如专利cn106684374a公开了一种锂离子电池三元正极材料多孔球状镍钴锰酸锂的制备方法:配制镍钴锰混合金属盐溶液后与碳酸钠及nh4hco3溶液混合得到镍钴锰碳酸盐沉淀;然后经抽本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种球形三元正极材料的制备方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的球形三元正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中镍盐、钴盐和锰盐的总化学计量比与锂盐的化学计量比为1:1;镍盐、钴盐和锰盐的化学计量比为x:y:(1-x-y),其中0.3≤x≤0.95,0<y<1,x+y<1。

3.根据权利要求2所述的球形三元正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中镍盐为乙酸镍或硝酸镍;钴盐为乙酸钴或硝酸钴;锰盐为乙酸锰或硝酸锰;锂盐为乙酸锂、硝酸锂或氢氧化锂中的任意一种或多种。

4. 根据权利要求1所述的球形三元正极材料的制备方法,其...

【技术特征摘要】

1.一种球形三元正极材料的制备方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的球形三元正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中镍盐、钴盐和锰盐的总化学计量比与锂盐的化学计量比为1:1;镍盐、钴盐和锰盐的化学计量比为x:y:(1-x-y),其中0.3≤x≤0.95,0<y<1,x+y<1。

3.根据权利要求2所述的球形三元正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中镍盐为乙酸镍或硝酸镍;钴盐为乙酸钴或硝酸钴;锰盐为乙酸锰或硝酸锰;锂盐为乙酸锂、硝酸锂或氢氧化锂中的任意一种或多种。

4. 根据权利要求1所述的球形三元正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中盐溶液泵至高温球形塔的速度为0.5~100 ml/min。

5. 根据权利要求4所述的球形三元正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中高温球形塔进口温度为800 ℃~1500 ℃...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜陈强张经纬张纪伟张一民韩现伟高伟
申请(专利权)人:河南大学
类型:发明
国别省市:

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