技术特征:
1.一种超高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:(1)将超高镍三元前驱体、锂源和添加剂混合,经烧结处理得到一烧材料;(2)将一烧材料和甘氨酸源混合,经热处理后得到所述超高镍三元正极材料;其中,步骤(1)所述添加剂包括氧化铝、氢氧化镁、氧化锆、氧化钇或氧化钨中的任意三种或至少四种的组合。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述超高镍三元前驱体的化学式为ni
x
co
y
mn
z
(oh)2;其中,x+y+z=1,0.95≤x<1,0.01≤y≤0.1,0.01≤z≤0.1;优选地,所述锂源包括氢氧化锂和/或碳酸锂;优选地,所述锂源中的锂元素的摩尔量和超高镍三元前驱体中的金属元素总摩尔量之比为(1.01~1.1):1。3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述添加剂包括氧化铝、氢氧化镁、氧化锆、氧化钇和氧化钨;优选地,所述氢氧化镁与所述超高镍三元前驱体的质量比为(0.1~0.4):100;优选地,所述氧化铝与所述超高镍三元前驱体的质量比为(0.1~0.4):100;优选地,所述氧化钇与所述超高镍三元前驱体的质量比为(0.05~0.3):100;优选地,所述氧化锆与所述超高镍三元前驱体的质量比为(0.05~0.3):100;优选地,所述氧化钨与所述超高镍三元前驱体的质量比为(0.05~0.3):100。4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述烧结处理的温度为600~900℃,优选为650~750℃;优选地,所述烧结处理的时间为8~24h,优选为10~20h。5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述甘氨酸源包括甘氨酸和/或甘氨酸盐;优选地,所述甘氨酸盐包括甘氨酸铝、甘氨酸镁或甘氨酸铝锆中的任意一种或至少两种的组合。6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述甘氨酸源和一烧材料的质量比为(0.1~5):100,优选为(0.1~3):100。7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述热处理的温度为250~600℃,优选为300~600℃;优选地,所述热处理的时间为6~24h,优选为6~15h。8.一种超高镍三元正极材料,其特征在于,所述超高镍三元正极材料通过如权利要求1-7任一项所述方法制得,所述超高镍三元正极材料包括内核和设置在所述内核表面的包覆层,所述内核的化学式为li
1+y
(ni
a
co
b
mn
1-a-b-c
b
c
)
1-y
o2,其中,0≤y≤0.1,0.95≤a<1,0.01≤b≤0.1,0≤c≤0.05,b为mg
2+
、al
3+
、zr
4+
、y
3+
或w
6+
中的任意一种或至少两种的组合。9.一种正极极片,其特征在于,所述正极极片包含如权利要求8所述的超高镍三元正极材料。10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包含如权利要求9所述的正极极片。
技术总结
本发明提供了一种超高镍三元正极材料及其制备方法和应用,所述制备方法包括以下步骤:(1)将超高镍三元前驱体、锂源和添加剂混合,经烧结处理得到一烧材料;(2)将一烧材料和甘氨酸源混合,经热处理后得到所述超高镍三元正极材料;其中,步骤(1)所述添加剂包括氧化铝、氢氧化镁、氧化锆、氧化钇或氧化钨中的任意三种或至少四种的组合,本发明通过多元素掺杂改性提高超高镍材料的结构稳定性,改善材料的循环性能;同时包覆甘氨酸源,避免电池胀气,以及电解液对颗粒内部的侵蚀,降低阻抗,提高材料的循环稳定性。料的循环稳定性。料的循环稳定性。
技术研发人员:许开华 桑雨辰 施杨 周晓燕 陈玉君 张明龙 张文艳 张翔 谢军 李伟
受保护的技术使用者:格林美(无锡)能源材料有限公司
技术研发日:2022.05.24
技术公布日:2022/10/3