CN109216687A - 一种单晶三元复合材料的制备方法与一种锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种单晶三元复合材料的制备方法，包括以下步骤：A)将三元镍钴锰材料前驱体、锂源、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉混合，得到初始混合物料；B)将所述初始混合物料烧结后粉碎，得到三元材料基体；C)将步骤B)得到的三元材料基体、包覆物原料与水混合后再次烧结，得到单晶三元复合材料。本申请还提供了一种锂离子电池。本申请通过三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉与助熔剂协同作用，降低了烧结温度和烧结时间，最终提高了单晶三元复合材料的首次充放电效率和容量。

Description

一种单晶三元复合材料的制备方法与一种锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子二次电池正极材料技术领域，尤其涉及一种单晶三元复合材料的制备方法与一种锂离子电池。
背景技术
锂离子电池作为一种新型的绿色电源，具有比能量高、自放电小、开路电压高、无记忆效应、循环寿命长、无环境污染等优点，因此被广泛用作手机、笔记本电脑、数码相机等电子产品的电源；同时，锂离子电池也是电动汽车电源，又是太阳能类再生能源的储能电源。随着国家政策引导，在纯电动车领域三元材料逐渐替代磷酸铁锂成为市场主流。
目前，商业化的NCM三元正极材料多用于充电电压为4.2V的电池上，其比电容量范围为140～200mAh/g；而通过提高充电电压(＞4.3V)来实现更高的利用三元材料本身理论容量(275mAh/g)，但会加剧三元材料的相转变或晶粒粉化、过渡金属溶出以及电解质分解等不良副反应的程度致使容量衰减剧增。商业化的NCM正极材料多是由一次颗粒聚集而成的球形或类球形的二次颗粒，这种形貌会使材料在制备电极片的辊压中容易发生二次颗粒破碎，加剧材料与电解液间的副反应，导致材料在高电压条件下的稳定性差、循环寿命短；同时单晶形貌的三元材料，锂离子扩散路径增大，导致其具有较差的倍率性能。
申请号为201711173950的中国专利是将小粒度三元正极材料前驱体、锂源混合后，通过多段温度烧结、粉碎获得了单晶形貌的三元正极材料，然后将所述单晶形貌的三元正极材料与Al2O3、TiO2混合后，通过多段温度一次烧结，获得掺杂Ti和包覆Al的高电压单晶锂离子三元正极材料，但是其烧结温度较高烧结时间过长，这会加剧材料中的阳离子混排，导致其具有较低的首次库伦效率容量和放电容量，且粉碎过程中不可避免的产生Dmin＜1μm的微粉物料。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种单晶三元复合材料的制备方法，本申请制备的单晶三元复合材料可减弱阳离子混排，提高首次充放电效率和容量。
有鉴于此，本申请提供了一种单晶三元复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将三元镍钴锰材料前驱体、锂源、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉混合，得到初始混合物料；
B)将所述初始混合物料烧结后粉碎，得到三元材料基体；
C)将步骤B)得到的三元材料基体、包覆物原料与水混合后再次烧结，得到单晶三元复合材料。
优选的，所述助熔剂为所述三元镍钴锰材料前驱体的0.5～2wt％，所述锂源中的锂元素与三元镍钴锰材料前驱体中镍元素、钴元素和锰元素总元素之和的摩尔比为(0.96～1.12)：1，所述三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉为所述三元镍钴锰材料前驱体的2～5wt％。
优选的，所述助熔剂为LiF和BO2中的一种或两种；所述包覆物原料为摩尔比为0.5:2:3的Na2CO3、TiO2和(NH4)2HPO4的混合物；所述锂源选自碳酸锂和氢氧化锂中的一种或两种。
优选的，所述三元镍钴锰材料前驱体的D50＝3～5μm，Dmax＜10μm，所述三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉的Dmin＜1μm。
优选的，所述粉碎采用气流磨的方式粉碎，所述气流磨的分级频率为25～40Hz，进气压力为0.4～0.6MPa。
优选的，步骤B)中所述烧结具体为：
将所述初始混合物料以1～10℃/min的升温速率升温至400～500℃保温2～4h，然后以1～5℃/min的升温速率升温至800～920℃保温10h。
优选的，步骤C)中，所述水与所述三元材料基体的质量比(0.2～0.5):1；所述包覆物原料为所述三元材料基体的0.1～0.2wt％。
优选的，步骤C)中，所述烧结的方式为：以3～5℃的升温速率升温至600～700℃保温6～8h。
优选的，步骤A)具体为：
将所述三元镍钴锰材料前驱体、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉在高速混合机中以500rpm的转速混合20min，然后加入锂源以1000rpm的转速混合30min。
本申请还提供了一种锂离子电池，包括正极与负极，所述正极的材料为上述方案所述的制备方法所制备的单晶三元复合材料。
本申请提供了一种单晶三元复合材料的制备方法，其是将三元镍钴锰材料前驱体、锂源、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉混合，得到了初始混合物料，再将初始混合物料烧结后粉碎，得到混合物料，最后将上述得到的混合物料、包覆物原料与水混合再次烧结，使得混合物料表面形成包覆层，由此得到单晶三元复合材料。在制备单晶三元复合材料的过程中，三元镍钴锰材料前驱体单晶微粉的加入可促进三元复合材料单晶颗粒的生长，从而可降低烧结温度、减弱阳离子混排，由此提高了单晶三元复合材料作为正极材料的首次充放电效率和容量。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的单晶三元复合材料包覆前与包覆后的SEM照片；
图2为本发明实施例1制备的单晶三元复合材料包覆前与包覆后的倍率性能对比曲线图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
针对现有技术中，三元镍钴锰复合材料制备过程中烧结温度过高、烧结时间过长而引起的复合材料中阳离子混排，最终导致复合材料首次库仑效率容量和放电容量低的问题，本申请提供了一种单晶三元复合材料的制备方法，由于在制备过程中引入了三元镍钴锰前驱体的单晶微粉，由此降低了烧结温度、减少了烧结时间，最终减弱了阳离子混排，提高复合材料的首次充放电效率和容量。具体的，本申请实施例公开了一种单晶三元复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将三元镍钴锰材料前驱体、锂源、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉混合，得到初始混合物料；
B)将所述初始混合物料烧结后粉碎，得到三元材料基体；
C)将步骤B)得到的三元材料基体、包覆物原料与水混合后再次烧结，得到单晶三元复合材料。
在制备单晶三元复合材料的过程中，首先进行原料的混合，即将三元镍钴锰材料前驱体、锂源、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉混合，得到初始混合物料。在此过程中，三元镍钴锰材料前驱体为本领域技术人员熟知的三元镍钴锰材料的前驱体，其制备方法或其来源本申请没有特别的限制，示例的，所述三元镍钴锰材料前驱体可具体选自Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2、Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2或Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2；其D50＝3～5μm，Dmax＜10μm。所述锂源为本领域技术人员熟知的锂源，本申请没有特别的限制，示例的，所述锂源选自碳酸锂和氢氧化锂中的一种或多种，其粒度Dmin＜1μm。
所述助熔剂在高温烧结过程中引导晶粒生长，降低烧结温度和烧结时间；所述助熔剂选自LiF和BO2中的一种或两种。所述三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉为回收利用的三元镍钴锰材料前驱体粉碎过程中产生的微粉物料。因此单晶微粉中各元素的含量与前驱体各元素的含量相同；示例的，三元镍钴锰前驱体材料具体为Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2、Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2或Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2时，三元镍钴锰前驱体材料的单晶微粉则对应的选自Ni1/3Co1/3Mn1/3O2、Ni0.5Co0.2Mn0.3O2、Ni0.6Co0.2Mn0.2O2或Ni0.8Co0.1Mn0.1O2。上述三元镍钴锰前驱体材料的单晶微粉作为晶种与助熔剂协同作用，减少了助熔剂的加入量，减弱了助熔剂的加入对材料容量的影响，同时在高温烧结过程中，助熔剂中的F-、B+嵌入到材料内部，稳定材料结构，提高材料在高电压下的稳定性。
在上述制备初始混合物料的过程中，所述助熔剂为所述三元镍钴锰材料前驱体的0.5～2wt％，所述锂源中的锂元素与三元镍钴锰材料前驱体中镍元素、钴元素和锰元素总元素之和的摩尔比为(0.96～1.12)：1，所述三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉为所述三元镍钴锰材料前驱体的2～5wt％；所述三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉含量越高，生产效率则会降低，而助熔剂含量越高，则容易形成单晶形貌的三元复合材料，同时三元复合材料的容量会降低。为了使上述原料充分混合，所述初始混合物料的制备过程具体为：
将所述三元镍钴锰材料前驱体、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉在高速混合机中以500rpm的转速混合20min，然后加入锂源以1000rpm的转速混合30min。
本申请然后将所述初始混合物料烧结后粉碎，得到三元材料基体。在所述初始混合物料烧结的过程中，在助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉的协同作用下三元镍钴锰材料前驱体和锂源发生化学反应，单晶颗粒在较低温度下逐渐长大，其中助熔剂作为助剂起到助熔作用，单晶微粉作为晶种促进单晶颗粒的长大。烧结过程中材料不断团聚在一起，烧结后的粉碎将材料中的单晶颗粒打散使其分散开来，以利于后期的包覆过程，使得每个单晶颗粒表面都可以包覆均匀。所述烧结的具体方式为：将所述混合物料以1～10℃/min的升温速率升温至400～500℃保温2～4h，然后以1～5℃/min的升温速率升温至800～920℃保温10h。
上述烧结后的粉碎优选以气流磨进行粉碎，所述气流磨的分级频率为25～40Hz，进气压力为0.4～0.6MPa。
按照本发明，然后将得到的三元材料基体、包覆物原料与去离子水混合后再次烧结，即得到单晶三元复合材料；上述过程实现了三元材料基体表面包覆层的制备；所述包覆层原料在本申请中优选为摩尔比为0.5:2:3的Na2CO3、TiO2和(NH4)2HPO4的混合物，以形成NaTi2(PO4)3包覆层，该包覆层在常温下拥有良好的锂离子导电率，通过上述简单的湿法包覆，可均匀将上述三元材料基体包覆在内部，提高单晶三元复合材料的倍率性能的同时也能阻挡在高电压下电解液对材料的腐蚀。在此过程中，所述去离子水与所述三元材料基体的质量比(0.2～0.5):1；所述包覆物原料为所述三元材料基体的0.1～0.2wt％。所述烧结的方式具体为：以3～5℃的升温速率升温至600～700℃保温6～8h。
本申请还提供了一种锂离子电池，其包括正极和负极，其中正极的材料为上述方案所述的单晶三元复合材料。
本发明提供一种单晶三元复合材料的制备方法，其通过引入三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉，以降低烧结温度以及减少烧结时间；通过简单的液相湿法包覆，将包覆层均匀包覆在三元材料基体表面，提高单晶三元复合材料的倍率性能的同时也能阻挡在高电压下电解液对材料的腐蚀。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的单晶三元复合材料的制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
1)按照Li：(Ni+Co+Mn)＝1.04准确称量5kg Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2，2085.706gLi2CO3，25gLiF，200g单晶形貌LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2微粉物料；将前驱体、LiF、微粉物料在高速混合机中以500rpm的转速混合20min，然后加入碳酸锂以1000rpm的转速混合30min；
2)将步骤1)所得的混合料以5℃/min的升温速率升温至450℃，保温4h，然后以2℃/min的升温速率升温至900℃，保温10h，自然冷却降温，进气流磨粉碎；
3)准确称取0.685gNa2CO3、1.668gTiO2、5.063g(NH4)2HPO4，依次加入1300mL去离子水中，搅拌15min；然后将步骤2)得到的正极材料基体加入上述溶液中搅拌30min，喷雾干燥；
4)将步骤3)得到的产物置于气氛炉中烧结，3℃/min的升温速率升温至700℃并保温8h；自然冷却后，过300目筛网即得到高电压单晶三元复合材料。
以本实施例制备的单晶三元复合材料与现有技术的样品作为锂离子电池的正极材料，检测两者性能，结果如表1；
表1采用实施例与现有技术的复合材料作为正极材料的性能数据表
样品1为常规高温多段烧结出的样品(即按照申请号为201711173950的中国专利公开的方法制备的样品)，样品2为采用本发明制备的样品，样品1由于烧结温度高，其I(003)/I(104)比值低，说明其阳离子混排更严重，导致其首效及容量较低。
图1为本实施例制备的单晶三元复合材料包覆前和包覆后的SEM照片，由图1可知，包覆后材料颗粒表面形成了一层连续又均匀的包覆层。
图2为本实施例制备的单晶三元复合材料包覆前与包覆后的倍率性能对比曲线图，由图2可知，包覆NaTi2(PO4)3后材料的倍率性能得到提升，这是因为NaTi2(PO4)3室温下具有高锂离子导电率，Li离子能快速从材料中脱出、嵌入。
实施例2
1)按照Li：(Ni+Co+Mn)＝1.08准确称量5kg Ni0.5Co0.2Mn0.3OH)2，2160.36g Li2CO3，25g硼酸，200g单晶形貌LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2微粉物料，将前驱体、硼酸、微粉物料在高速混合机中以500rpm的转速混合20min，然后加入碳酸锂以1000rpm的转速混合30min；
2)将步骤1)所得的混合料以5℃/min的升温速率升温至500℃，保温4h，然后以3℃/min的升温速率升温至910℃，保温10h，自然冷却降温，进气流磨粉碎；
3)准确称取0.685gNa2CO3、1.668gTiO2、5.063g(NH4)2HPO4依次加入1300mL去离子水中，搅拌15min；然后将步骤2)得到的正极材料基体加入上述溶液中，搅拌30min，喷雾干燥；
4)将步骤3)得到的产物置于气氛炉中烧结，3℃/min的升温速率升温至700℃并保温8h；自然冷却后，过300目筛网，即得到高电压单晶三元复合材料。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种单晶三元复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将三元镍钴锰材料前驱体、锂源、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉混合，得到初始混合物料；
B)将所述初始混合物料烧结后粉碎，得到三元材料基体；
C)将步骤B)得到的三元材料基体、包覆物原料与水混合后再次烧结，得到单晶三元复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助熔剂为所述三元镍钴锰材料前驱体的0.5～2wt％，所述锂源中的锂元素与三元镍钴锰材料前驱体中镍元素、钴元素和锰元素总元素之和的摩尔比为(0.96～1.12)：1，所述三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉为所述三元镍钴锰材料前驱体的2～5wt％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助熔剂为LiF和BO2中的一种或两种；所述包覆物原料为摩尔比为0.5:2:3的Na2CO3、TiO2和(NH4)2HPO4的混合物；所述锂源选自碳酸锂和氢氧化锂中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三元镍钴锰材料前驱体的D50＝3～5μm，Dmax＜10μm，所述三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉的Dmin＜1μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粉碎采用气流磨的方式粉碎，所述气流磨的分级频率为25～40Hz，进气压力为0.4～0.6MPa。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中所述烧结具体为：
将所述初始混合物料以1～10℃/min的升温速率升温至400～500℃保温2～4h，然后以1～5℃/min的升温速率升温至800～920℃保温10h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述水与所述三元材料基体的质量比(0.2～0.5):1；所述包覆物原料为所述三元材料基体的0.1～0.2wt％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述烧结的方式为：以3～5℃的升温速率升温至600～700℃保温6～8h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)具体为：
将所述三元镍钴锰材料前驱体、助熔剂和三元镍钴锰材料前驱体的单晶微粉在高速混合机中以500rpm的转速混合20min，然后加入锂源以1000rpm的转速混合30min。
10.一种锂离子电池，包括正极与负极，其特征在于，所述正极的材料为权利要求1～9任一项所述的制备方法所制备的单晶三元复合材料。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109638258A (zh) * 2018-12-18 2019-04-16 中科廊坊过程工程研究院 一种正极材料及其制备方法和用途
CN110233261A (zh) * 2019-07-08 2019-09-13 甘肃大象能源科技有限公司 一种单晶三元锂电池正极材料的制备方法及锂离子电池
CN110931768A (zh) * 2019-11-17 2020-03-27 新乡天力锂能股份有限公司 一种高镍类单晶锂离子电池三元正极材料及制备方法
CN111509205A (zh) * 2020-04-21 2020-08-07 江门市科恒实业股份有限公司 一种锆包覆锂离子电池用三元正极材料及其制备方法
CN111943279A (zh) * 2020-07-31 2020-11-17 深圳石墨烯创新中心有限公司 用于制备大单晶形貌镍钴锰三元正极材料及其前驱体的方法
CN112391671A (zh) * 2020-10-30 2021-02-23 中南大学 一种废旧三元多晶材料重构三元单晶材料方法
CN112919551A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 桑顿新能源科技有限公司 正极材料及其制备方法、正极和锂离子电池
CN113299905A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 湖北融通高科先进材料有限公司 一种单晶镍钴锰酸锂三元材料的制备方法
CN113697823A (zh) * 2021-08-11 2021-11-26 格林美股份有限公司 一种四元正极材料及其制备方法和应用
CN114232103A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 青岛乾运高科新材料股份有限公司 利用三元材料微粉制备单晶三元颗粒的方法
CN114665090A (zh) * 2022-04-11 2022-06-24 中南大学 一种一步低温制备大粒径单晶三元正极材料的方法
CN114695878A (zh) * 2022-06-01 2022-07-01 四川新能源汽车创新中心有限公司 一种单晶三元正极材料及其制备方法和应用
CN115520912A (zh) * 2022-10-26 2022-12-27 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种复合前驱体及其制备方法、正极材料及其制备方法
WO2023178900A1 (zh) * 2022-03-22 2023-09-28 格林美（无锡）能源材料有限公司 一种镍钴锰酸锂梯度正极材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103746111A (zh) * 2014-01-28 2014-04-23 天津先众科技有限公司 一种单晶体镍钴锰电池正极材料及其制备方法
CN103794778A (zh) * 2014-02-18 2014-05-14 湖南桑顿新能源有限公司 一种高密度镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN106159251A (zh) * 2015-03-31 2016-11-23 河南科隆新能源有限公司 一种类单晶锂电池三元正极材料及其制备方法
CN107492643A (zh) * 2017-07-31 2017-12-19 三峡大学 一种磷酸钛锂包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料及其制备方法
CN107819114A (zh) * 2017-09-27 2018-03-20 荆门市格林美新材料有限公司 一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103746111A (zh) * 2014-01-28 2014-04-23 天津先众科技有限公司 一种单晶体镍钴锰电池正极材料及其制备方法
CN103794778A (zh) * 2014-02-18 2014-05-14 湖南桑顿新能源有限公司 一种高密度镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN106159251A (zh) * 2015-03-31 2016-11-23 河南科隆新能源有限公司 一种类单晶锂电池三元正极材料及其制备方法
CN107492643A (zh) * 2017-07-31 2017-12-19 三峡大学 一种磷酸钛锂包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料及其制备方法
CN107819114A (zh) * 2017-09-27 2018-03-20 荆门市格林美新材料有限公司 一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LONGWEI LIANG ET AL.: "Nasicon-Type Surface Functional Modification in Core-Shell LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2@NaTi2(PO4)3 Cathode Enhances Its High-Voltage Cycling Stability and Rate Capacity toward Li-Ion Batteries", 《ACS APPL. MATER. INTERFACES 》 *
肖建伟等: "单晶LiNixMnyCo1-x-yO2三元正极材料研究进展", 《电池工业》 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109638258B (zh) * 2018-12-18 2021-09-14 中科廊坊过程工程研究院 一种正极材料及其制备方法和用途
CN109638258A (zh) * 2018-12-18 2019-04-16 中科廊坊过程工程研究院 一种正极材料及其制备方法和用途
CN110233261A (zh) * 2019-07-08 2019-09-13 甘肃大象能源科技有限公司 一种单晶三元锂电池正极材料的制备方法及锂离子电池
CN110931768A (zh) * 2019-11-17 2020-03-27 新乡天力锂能股份有限公司 一种高镍类单晶锂离子电池三元正极材料及制备方法
CN111509205A (zh) * 2020-04-21 2020-08-07 江门市科恒实业股份有限公司 一种锆包覆锂离子电池用三元正极材料及其制备方法
CN111943279A (zh) * 2020-07-31 2020-11-17 深圳石墨烯创新中心有限公司 用于制备大单晶形貌镍钴锰三元正极材料及其前驱体的方法
CN112391671A (zh) * 2020-10-30 2021-02-23 中南大学 一种废旧三元多晶材料重构三元单晶材料方法
CN112391671B (zh) * 2020-10-30 2021-12-14 中南大学 一种废旧三元多晶材料重构三元单晶材料方法
CN112919551A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 桑顿新能源科技有限公司 正极材料及其制备方法、正极和锂离子电池
CN112919551B (zh) * 2021-01-28 2023-12-15 湖南桑瑞新材料有限公司 正极材料及其制备方法、正极和锂离子电池
CN113299905A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 湖北融通高科先进材料有限公司 一种单晶镍钴锰酸锂三元材料的制备方法
CN113697823A (zh) * 2021-08-11 2021-11-26 格林美股份有限公司 一种四元正极材料及其制备方法和应用
CN114232103A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 青岛乾运高科新材料股份有限公司 利用三元材料微粉制备单晶三元颗粒的方法
CN114232103B (zh) * 2021-12-21 2023-11-07 青岛乾运高科新材料股份有限公司 利用三元材料微粉制备单晶三元颗粒的方法
WO2023178900A1 (zh) * 2022-03-22 2023-09-28 格林美（无锡）能源材料有限公司 一种镍钴锰酸锂梯度正极材料及其制备方法
CN114665090A (zh) * 2022-04-11 2022-06-24 中南大学 一种一步低温制备大粒径单晶三元正极材料的方法
CN114695878A (zh) * 2022-06-01 2022-07-01 四川新能源汽车创新中心有限公司 一种单晶三元正极材料及其制备方法和应用
CN115520912A (zh) * 2022-10-26 2022-12-27 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种复合前驱体及其制备方法、正极材料及其制备方法
CN115520912B (zh) * 2022-10-26 2024-02-27 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种复合前驱体及其制备方法、正极材料及其制备方法

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