一种三元材料-锰酸锂复合材料及制备方法和锂电池与流程

本发明涉及锂离子电池材料，具体而言，涉及一种三元材料-锰酸锂复合材料及制备方法和锂电池。

背景技术：

1、三元材料一般有多晶和单晶两类形貌，在充放电过程中由于晶粒体积会随着充放电反复膨胀收缩，长期循环后导致晶内裂纹(单晶产品)或晶间裂纹(多晶产品)，新生裂纹会与电解液进行副反应，进而引起循环寿命的衰减甚至安全问题。

2、鉴于上述问题的存在，有必要提供一种三元材料-锰酸锂复合材料及制备方法和锂电池。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种三元材料-锰酸锂复合材料及制备方法和锂电池。

2、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

3、本发明提供一种三元材料-锰酸锂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

4、将粒径为50nm-500nm的三元材料和粒径为50nm-200nm的锰酸锂按照质量比为(1-4):(9-6)置于溶胶中，搅拌混合均匀得到固含量为40%-75%的混合物料，然后将混合物料进行喷雾干燥得到球形颗粒，再将球形颗粒低温烧结，得到三元材料-锰酸锂复合材料。

5、本发明还提供一种根据上述的制备方法制备得到的三元材料-锰酸锂复合材料，三元材料-锰酸锂复合材料的d50为10μm-20μm。

6、本发明还提供一种锂电池，锂电池正极包括上述的三元材料-锰酸锂复合材料。

7、本发明具有以下有益效果：

8、本发明提供的一种三元材料-锰酸锂复合材料及制备方法和锂电池，三元材料-锰酸锂复合材料的制备方法为：将粒径为50nm-500nm的三元材料和粒径为50nm-200nm的锰酸锂按比例投入溶胶体系中进行分散，再经喷雾干燥成球，再进行低温短时间烧结后得到目标产物，本发明提供的复合方法，在复合过程中使用了溶胶作为界面包覆和晶间缓冲层，与直接掺混使用的产品存在着非常明显的形貌差别，可以更好地发挥了两种材料在充放电过程中的体积应变的协同效果。

技术特征：

1.一种三元材料-锰酸锂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶胶成分为含锆的无机溶胶或有机聚合物溶胶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含锆的无机溶胶包括氯氧锆、硝酸锆的甲醇或乙醇溶胶。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机聚合物溶胶包括乙酸锆、丙酸锆的乙醇或甲醇溶胶。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合物料的喷雾干燥条件如下：气体流量为4l/min-8l/min，进气量为0.4m3/min-0.6m3/min，压力为0.15mpa-0.3mpa，初始喷雾速率22g/min-32g/min，保持喷雾速率10g/min-13g/min，喷雾时间为15min-25min，造粒时间为30min-45min；供气温度为110℃-150℃，排气温度为25℃-40℃，转速为380r/min-500r/min，干燥时间为30min-40min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球形颗粒的烧结温度为500℃-700℃，时间为6h-12h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三元材料的组成为linixco1-x-ymnyo2，其中0.60≤x＜1.00，0＜y＜0.4。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三元材料为多晶颗粒，所述锰酸锂为单晶颗粒，且所述三元材料和所述锰酸锂均为高分散性颗粒。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得的三元材料-锰酸锂复合材料，其特征在于，所述三元材料-锰酸锂复合材料的d50为10μm-20μm。

10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池正极包括权利要求9所述的三元材料-锰酸锂复合材料。

技术总结
本发明公开了一种三元材料‑锰酸锂复合材料及制备方法和锂电池，属于锂离子电池材料技术领域。三元材料‑锰酸锂复合材料的制备方法为：将粒径为50nm‑500nm的三元材料和粒径为50nm‑200nm的锰酸锂按比例投入溶胶体系中进行分散，经喷雾干燥成球形颗粒，再低温短时间烧结后得到目标产物。本发明提供的制备方法，在复合过程中使用了溶胶作为界面包覆和晶间缓冲层，与直接掺混使用的产品存在着非常明显的形貌差别，可以更好地发挥了两种材料在充放电过程中的体积应变的协同效果。

技术研发人员：范未峰,王崇平,雷英,周宇环,张萍
受保护的技术使用者：宜宾锂宝新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16