[發(fā)明專利]一種鋰離子電池三元正極材料及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201611109934.4 | 申請(qǐng)日： | 2016-12-06 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108155375A | 公開（公告）日： | 2018-06-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 高智;江衛(wèi)軍;朱曉沛;蘇迎春;白珍輝;周宏寶;魏衛(wèi);王燕超;吳劍文;屈興圓;林若虛 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 天津國(guó)安盟固利新材料科技股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/505 | 分類號(hào)： | H01M4/505;H01M4/525 |
| 代理公司： | 北京康思博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426 | 代理人： | 劉冬梅;路永斌 |
| 地址： | 301802 *** | 國(guó)省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰離子電池 三元正極材料 三元材料 正極材料 分散劑 制備 表面活性劑 充放電條件 電化學(xué)性能 鎳鈷錳酸鋰 容量保持率 分段煅燒 干燥粉碎 化學(xué)組成 顆粒分散 掃描電鏡 均勻性 放電 錳源 鎳源 鈷源 鋰源 優(yōu)選 充電 | ||
本發(fā)明提供了一種鋰離子電池三元正極材料，該正極材料為鎳鈷錳酸鋰，優(yōu)選地，其化學(xué)組成為L(zhǎng)iNixCoyMnzO2，根據(jù)掃描電鏡，該方法得到的三元材料顆粒分散均勻性較好，在0.5C充電1C放電的充放電條件下，循環(huán)200圈的容量保持率為91％以上，本發(fā)明還提供了制備這種正極材料的方法，該方法將鎳源、鈷源、錳源和表面活性劑分散于第一分散劑中，再除去體系中的第一分散劑，干燥粉碎后與鋰源混合，分段煅燒即可制得電化學(xué)性能優(yōu)異的鋰離子電池三元材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鎳鈷錳酸鋰正極材料及其制備方法。
背景技術(shù)
能源是現(xiàn)代社會(huì)的根本，面臨當(dāng)今的能源以及環(huán)境問(wèn)題，化石燃料消耗殆盡，其不可逆性使得電子儲(chǔ)能設(shè)備的研究尤為重要。現(xiàn)在國(guó)家大力倡導(dǎo)新能源，它是以綠色、環(huán)保、安全為目標(biāo)，鋰離子電池是其典型代表，它的比容量大、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)安全性好等優(yōu)勢(shì)一直受到市場(chǎng)的青睞。
鋰離子電池是有正、負(fù)極材料、隔膜、電解液、外殼等組成，其中正極材料在鋰離子電池的組成中占據(jù)著最重要的地位，決定了電池的最終性能，現(xiàn)在全球?qū)θ牧系难芯扛侨缁鹑巛保渲蠰i(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2正極材料是目前能夠產(chǎn)業(yè)化的高比容量的正極材料之一，因此受到了廣泛的關(guān)注，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。
眾所周知，鋰離子電池正極材料的制備方法主要有共沉淀法、溶膠-凝膠法、高溫固相法等，其中共沉淀法在制備過(guò)程中影響因素過(guò)多，攪拌速度、pH、沉淀劑的選擇和沉淀時(shí)間等都會(huì)對(duì)前驅(qū)體的形成造成很大影響，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)流程不易控制，更重要的是共沉淀法制備出的材料呈現(xiàn)出非化學(xué)計(jì)量比，而且離子浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重；溶膠-凝膠法制備出的材料取決于很多因素，比如pH值、濃度梯度等，并且在制備前驅(qū)體時(shí)由于添加絡(luò)合劑的影響，使得絡(luò)合水量較大，干燥到制備所花的時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)；高溫固相法原料混合過(guò)程中混合不均勻，研磨后的顆粒粒度不好控制，很難實(shí)驗(yàn)重復(fù)性。
因此，需要研究一種制備時(shí)間短，工藝條件容易控制的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：將鎳源、鈷源、錳源和表面活性劑分散于第一分散劑中，再除去體系中的第一分散劑，干燥粉碎后與鋰源混合，分段煅燒即可制得電化學(xué)性能優(yōu)異的鋰離子電池三元材料，該正極材料在0.5C充電1C放電的充放電條件下，循環(huán)200圈的容量保持率能夠達(dá)到91％以上，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的在于提供以下方面：
第一方面，本發(fā)明提供一種鋰離子電池三元正極材料，其特征在于，
所述三元正極材料為鎳鈷錳酸鋰，優(yōu)選地，其化學(xué)組成為L(zhǎng)iNixCoyMnzO2，其中，
0.5≤x≤0.8，0.1≤y≤0.2，0.1≤z≤0.3，且x+y+z＝1；
優(yōu)選地，根據(jù)其XRD譜圖，在2θ角約為18.56°、44.47°處存在吸收峰，分別對(duì)應(yīng)003晶面、104晶面，且該兩個(gè)吸收峰的峰強(qiáng)度比值大于1.2；
更優(yōu)選地，其pH為11.5；比表面積為0.4348m2/g，其振實(shí)密度為2.5g/cm3，壓實(shí)密度為3.5g/cm3；
在電壓范圍為3.0-4.4V下，其0.2C首次放電比容量為200mAh/g以上，優(yōu)選達(dá)到210.8mAh/g，首次庫(kù)倫效率在95％以上，優(yōu)選達(dá)到96.5％；
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