[發明專利]一種高壓實密度三元正極材料

有效

• 申請號: 202111271890.6
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113972369B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 蘇美華;戚洪亮;王裕生;孫國征;羅帥;孟祥鶴;王尊志;于建;袁徐俊
• 申請（專利權）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M4/485;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 北京知果之信知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 高科

本發明公開了一種高壓實密度三元正極材料，所述正極材料包括下述重量配比的原料：二次球：單晶＝(2～7)：1，所述三元正極材料的3.5T壓力下的壓實密度范圍為3.55g/cmsupgt;3/supgt;～3.86g/cmsupgt;3/supgt;，真實密度范圍為4.70g/cmsupgt;3/supgt;～5.10g/cmsupgt;3/supgt;，3.5T壓力下的壓實密度與其真密度的比值在0.72～0.81之間。本發明的有益效果為：本發明采用二次球單晶摻混的工藝，用適當配比的二次球和單晶進行混合，利用單晶的尺寸遠小于二次球的特性，使單晶去有效填充二次球之間的間隙，采用這種方法制備的三元正極材料其壓實密度會明顯提升，這樣能夠有效提升電池的體積能量密度，同時該方法獲得的正極材料在制備極片時，可以有效減少二次球的裂球情況。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種高壓實密度三元正極材料。

背景技術

新能源汽車作為汽車產業發展的重要方向，目前遇到的主要阻力是新能源汽車的售價過高和續航里程不足，而鋰離子電池具有能量密度較高、循環性能好、自放電率小、無污染、使用壽命長等優點，從而被廣泛應用于新能源汽車，但是目前的鋰離子電池仍然無法滿足人們對于續航里程的需求，提升鋰離子電池的體積能量密度可以有效的提升新能源汽車的續航里程，三元正極材料作為鋰離子電池關鍵核心材料，提升高鎳三元正極材料的壓實密度，能有效的提升鋰離子電池的體積能量密度，從而滿足消費者對于續航里程的需求。

目前鋰離子電池的體積能量密度偏低，提升壓實密度可以有效提升電池的體積能量密度，從而提升電動車的續航里程，滿足消費者的需求。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種高壓實密度的三元正極材料。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高壓實密度三元正極材料，所述正極材料包括下述重量配比的原料：二次球：單晶＝(2～7)：1；

二次球的通式為Li_nNi_aCo_bM_1-a-bO₂，0.95≤n≤1.10，0.75≤a≤1，0≤b≤0.2，M為Mn、Al中的一種，二次球的平均粒徑(二次球在SEM(1k)下測量的平均粒徑)范圍為5.5μm～14μm；

單晶的通式為Li_mNi_cCo_dN_1-c-dO₂，0.95≤m≤1.15，0.80≤c≤1，0≤d≤0.2，N為Mn、Al中的一種，單晶的平均粒徑(所述單晶在SEM(5k)下測量的平均粒徑)范圍為為1.5μm～3μm；

所述三元正極材料體積分布的D50滿足：D50＝X*二次球平均粒徑+(1-X)*單晶平均粒徑，0.72≤X≤1.15；

所述三元正極材料3.5T壓力下的壓實密度范圍為3.55g/cm³～3.86g/cm³，真實密度范圍為4.70g/cm³～5.10g/cm³，3.5T壓力下的壓實密度與其真密度的比值在0.72～0.81之間。

單獨的二次球制備電極極片，因二次球的顆粒較單晶大，球與球之間有較大的間隙，此間隙的存在會使材料的壓實密度偏低，同時在制作電池極片過程中，二次球容易裂球；單獨的單晶在制備電極極片時，因單晶的顆粒較小，單晶顆粒之間存在的空隙就會相對較多，較多的間隙存在會使材料的壓實密度偏低；本發明采用二次球單晶摻混的工藝，用適當配比的多晶和單晶進行混合，利用單晶的尺寸遠小于二次球的特性，使單晶有效填充二次球留下的間隙，采用這種方法制備的三元正極材料其壓實密度會明顯提升，同時該方法獲得的正極材料在制備極片時，可以有效減少二次球的裂球情況。