CN111370682A - 锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法 - Google Patents

锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111370682A
CN111370682A CN202010223021.5A CN202010223021A CN111370682A CN 111370682 A CN111370682 A CN 111370682A CN 202010223021 A CN202010223021 A CN 202010223021A CN 111370682 A CN111370682 A CN 111370682A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion battery
lithium ion
lithium
ltoreq
precursor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010223021.5A
Other languages
English (en)
Inventor
胡义华
王雨果
胡莉
杨言贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Qingyuan New Material Co ltd
Original Assignee
Sichuan Qingyuan New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Qingyuan New Material Co ltd filed Critical Sichuan Qingyuan New Material Co ltd
Priority to CN202010223021.5A priority Critical patent/CN111370682A/zh
Publication of CN111370682A publication Critical patent/CN111370682A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

一种锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，将镍盐、钴盐、锰盐混合均匀；将混合物进行第一次烧结，烧结温度350℃~600℃，烧结时间为2h~4h；将第一次烧结得到的所得产物进行第二次烧结，烧结温度为850℃~1400℃，烧结时间为4h~8h；冷却，粉碎，筛分后获得。通过两步固相烧结的方法，可直接实现Mn2+向Mn4+、Co2+向Co3+的转变，有别于共沉淀方法，且明显优于直接混合烧结的方法，避免了反应过程中有害重金属离子的产生及废水的排放处理，有效提高了材料合成的产率，并降低了工艺过程控制成本及环保成本，从而实现锂离子电池用前驱体材料综合成本的下降。

Description

锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池，尤其与一种锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法相关。
背景技术
锂离子电池作为一种可重复进行充放电的化学电源技术，在过去20多年中获得了非常多的应用，如各类可移动通讯设备、电动工具、电动汽车、储能基站等。过去几年，国家对新能源电动汽车的政策性扶持，使得锂离子电池取得了广阔的发展前景。然而，随着对国家补贴政策的退坡，电动汽车及配套的锂离子电池均面临更加艰巨的动力性能、安全问题及成本压力的考验。
在锂离子电池中，正极材料对于整体电池的各项性能及成本起着关键性作用。在此市场环境下，如何开发一种具有性能和成本兼顾的正极材料成为目前亟需解决的技术难题之一。
目前，锂离子用正极材料前驱体的合成主要采用共沉淀方法，将各类过渡金属硫酸盐水溶液、沉淀剂和络合剂按照一定速率进行沉淀反应，控制反应过程中的pH值，经分离、洗涤、烘干、筛分后最终获得氢氧化物/碳酸盐前驱体。由于在沉淀过程中，金属离子沉淀速率不同，造成其目标产物离子分布不均匀及组分要求不满足，随之导致材料结构不稳定、材料性能不一致，同时也使得一定的金属离子游离于废水中，并导致合成产率较低。因此该方法需要严格控制沉淀剂和络合剂种类和比例、反应速率、pH值，才可得到目标前驱体产物并须符合环保排放标准，制造成本较高。
专利申请CN102456879B中，将所有电解二氧化锰与掺杂元素化合物直接混合并通过500-1200℃进行烧结，从而获得掺杂的锰氧化合物前驱体材料，但造成颗粒内部应力过大、颗粒团聚，从而影响后续正极材料的颗粒形貌及电化学性能，在面临产业化和规模化生产时，需要更高的工艺控制成本。
发明内容
针对相关现有技术存在的问题，本发明提供一种锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法，通过两步固相烧结的方法，可直接实现Mn2+向Mn4+、Co2+向Co3+的转变，有别于共沉淀方法，且明显优于直接混合烧结的方法，避免了反应过程中有害重金属离子的产生及废水的排放处理，有效提高了材料合成的产率，并降低了工艺过程控制成本及环保成本，从而实现锂离子电池用前驱体材料综合成本的下降。
本申请提供的一种锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，包括步骤：
将镍盐、钴盐、锰盐混合均匀；
将混合物进行第一次烧结，烧结温度350℃~600℃，烧结时间为2h~4h；
将第一次烧结得到的所得产物进行第二次烧结，烧结温度为850℃~1400℃，烧结时间为4h~8h；
冷却，粉碎，筛分后获得。
进一步，所述镍盐为碳酸镍、硫酸镍、氢氧化镍、硝酸镍、醋酸镍、草酸镍中的一种或多种；所述钴盐为碳酸钴、硫酸钴、氢氧化钴、硝酸钴、醋酸钴、草酸钴中的一种或多种；所述锰盐为碳酸锰、硫酸锰、氢氧化锰、硝酸锰、醋酸锰、草酸锰中的一种或多种。
进一步，冷却时，采用保护气体进行冷却，保护气体为氮气、氩气、氧气中的一种或多种。
进一步，镍盐、钴盐、锰盐中的的金属离子摩尔比例为(1-m)x：(1-m)y：(1-z)m+z+n；
其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且(2-x-y-z)m+x+y+z=1，0≤m＜1，n=0或1，且当m≠0时，n=0。
本申请提供的一种锂离子电池正极材料前驱体，采用上述锂离子电池正极材料前驱体的制备方法获得，为类球形颗粒，其组成如式为：
Ni(1-m)xCo(1-m)yMn(1-z)m+z+n Oδ
其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，δ=(4/3-x-3y/2-4z/3)m+x+3y/2+4z/3+4n/3， (2-x-y-z)m+x+y+z=1，0≤m＜1，n=0或1，且当m≠0时，n=0。
当n=0，m=0时，为锂离子电池三元材料前驱体，组成式写为NixCoyMnzOδ；
当n=0，0＜m＜1时，为锂离子电池富锂锰材料前驱体，其组成式可写为Ni(1-m)xCo(1-m)yMn(1-z)m+zOδ；
当n=1，m=0时，为锂离子电池尖晶石类材料前驱体，其组成式可写为NixCoyMnz+ 1Ox+3y/2+4z/3+4/3；
特别地，当n=1，m=0，x=y=0时，为锰酸锂材料前驱体Mn3O4；
特别地，当n=1，m=0，x=0.5，y=0，z=0.5时，为镍锰酸锂材料前驱体Ni0.5Mn1.5O2.5。
本申请提供的一种锂离子电池正极材料制备方法，包括步骤：
将上述的锂离子电池正极材料前驱体与锂盐混合均匀，在气氛保护下烧结，冷却、破碎、筛分后获得，得到的正极材料为锰酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰中的一种。
进一步，所述锂盐为氢氧化锂、碳酸锂、硫酸锂、氯化锂、醋酸锂、草酸锂的一种或多种。
本申请提供的一种锂离子电池正极材料，采用上述的锂离子电池正极材料制备方法获得，其组成如式为：
Li1+mNi(1-m)xCo(1-m)yMn(1-z)m+z+nO2+2n
其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，(2-x-y-z)m+x+y+z=1，0≤m＜1，n=0或1，且当m≠0时，n=0。
当n=0，m=0时，为三元材料，其组成式可写为Li NixCoyMnzO2；
当n=0，0＜m＜1时，为富锂锰材料，其组成式可写为Li1+mNi(1-m)xCo(1-m)yMn(1-z)m+zO2；
当n=1，m=0时，为尖晶石类材料，其组成式可写为LiNixCoyMnz+1O4；
特别地，当n=1，m=0，x=y=0时，为锰酸锂材料LiMn2O4；
特别地，当n=1，m=0，x=0.5，y=0，z=0.5时，为镍锰酸锂材料LiNi0.5Mn1.5O4。
本申请同时提供一种锂离子电池正极极片及锂离子电池，采用上述的锂离子电池正极材料制备获得。
上述技术方案的有益效果在于：
1、有别于锂离子正极材料所用的共沉淀方法，避免了反应过程中有害重金属离子的产生及废水的排放处理，有效提高了材料合成的产率，并降低了工艺过程控制成本及环保成本，从而实现锂离子电池用前驱体材料综合成本的下降。通过本申请方案获得的正极材料，相较于由共沉淀法所得驱体制得的正极材料，其综合成本更低，更符合市场需求。
2、本申请通过第一步烧结温度350℃~600℃，保温2h~4h，去除原料结晶水，可使得后续分解反应更充分、降低原料热阻值，颗粒间接触更紧密，从而更容易形成类球行颗粒，有利于改善颗粒形貌；同时，颗粒间接触更紧密，更有利于固相反应的进行、晶体的生长，有效降低固相反应温度，或者是缩短固相反应时间，从而提高了生产效率、降低生产能耗；通过第二步烧结，温度为850℃~1400℃，保温4h~8h，进行固相反应、晶型转变及晶体生长等过程，两步固相烧结可直接实现Mn2+向Mn4+、Co2+向Co3+的转变，获得离子分布均匀的镍钴锰氧化物，前驱体为均匀的类球形颗粒，良好的前躯体形貌直接影响着正极材料的形貌特征。
3、两步固相法，由第一步煅烧将原料的结晶水去除过程中，通过适当延长保温时间，使得颗粒间内阻减少、颗粒接触更充分，并通过控制两步整体的保温时间，更易获得形貌较好、晶粒发育完整的颗粒，这是第一法不具备的；并且两步固相法所制得前驱体颗粒完整、均匀，表面光滑，颗粒尺寸较小，有别于一步法烧结所得的前驱体颗粒形貌不规则、颗粒尺寸较大的结果，这样均匀的前驱体颗粒有利于形成形貌完整、颗粒均匀、颗粒尺寸较小的锂离子电池正极材料一次颗粒，在进行产业化和规模化生产时，具有更好的优势，利于控制工艺，降低工艺成本。
4、有别于沉淀法所得锂离子正极材料的多晶二次颗粒形貌，本发明所制得的锂离子正极材料为均匀一次颗粒，颗粒比表面积较小。从而，其与电解液产生副反应的活性位点减少，电池副反应、气胀等现象也减少，在相同温度度、电流大小等参数条件下可获得更优异的高温、循环、安全性能。
附图说明
图1为本申请实施例的锂离子电池正极材料前驱体制备方法流程图。
图2为本申请实施例一的锂离子电池正极材料前驱体SEM图。
图3为本申请实施例一的锂离子电池正极材料SEM图。
图4为本申请实施例三的锂离子电池正极材料前驱体SEM图。
图5为本申请实施例三的锂离子电池正极材料SEM图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
醋酸镍、醋酸钴、醋酸锰的金属离子摩尔比例为0.55:0.15:0.30，即Ni:Co:Mn=0.55:0.15:0.30。
先将醋酸镍、醋酸钴、醋酸锰混合均匀，后将混合产物置于第一段烘干窑中，控制回转窑转速为35s/圈，升温至600℃，保温2h。烧结时，均在保护气氛中进行。
将所得产物输送至第二段焙烧窑中，控制回转窑转速为55s/圈，升温至850℃，保温8h。烧结时，均在保护气氛中进行。
经冷却、破碎、筛分后得到锂离子电池用前驱体Ni0.55Co0.15Mn0.30O1.175。冷却时，采用氮气作为保护气体进行冷却。
将上述前驱体与氢氧化锂按摩尔比例1:1.03混合均匀，在空气气氛中，850℃烧结10h。
经冷却、破碎、筛分后得到锂离子电池用正极三元材料LiNi0.55Co0.15Mn0.30O2。
将本实例制备的正极材料与导电剂、粘结剂按85:10:5的比例混浆、涂布、烘干制成极片；然后将极片冲成φ13 mm的圆片，与隔膜、锂片、电解液组装成2025型纽扣电池。将组装好的2025型纽扣电池于LANE测试系统上进行电性能测试，具体方法为先以80μA电流恒流充电至4.3V，静置10 min后以80μA电流恒流放电至3.0 V，得到该正极材料的容量，其放电容量为161.7 mAh/g。
实施例二：
碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰的金属离子摩尔比例为0.35:0:0.52，即Ni:Co:Mn=0.35:0:0.52，即在本实施例中，未使用碳酸钴。
将硫酸镍与硫酸锰混合均匀后置于第一段烘干窑中，控制回转窑转速为35s/圈，升温至450℃，保温3h。
将所得产物输送至第二段焙烧窑中，控制回转窑转速为55s/圈，升温至1400℃，并保温4h。
经冷却、破碎、筛分后得到锂离子电池用前驱体Ni0.35Mn0.52O1.22。冷却时，采用氩气作为保护气体进行冷却。
将上述前驱体与碳酸锂按摩尔比例2:1.16混合均匀，在氧气气氛中，850℃烧结10h。
经冷却、破碎、筛分后得到锂离子电池用正极富锂锰材料Li1.13Ni0.35Mn0.52O2，即Li[Li0.13Ni0.35Mn0.52]O2。
将本实例制备的正极材料与导电剂、粘结剂按85:10:5的比例混浆、涂布、烘干制成极片；然后将极片冲成φ13 mm的圆片，与隔膜、锂片、电解液组装成2025型纽扣电池。将组装好的2025型纽扣电池于LANE测试系统上进行电性能测试，具体方法为先以80μA电流恒流充电至4.3V，静置10 min后以80μA电流恒流放电至3.0 V，得到该正极材料的容量，其放电容量为113.5 mAh/g。
实施例三：
硫酸锰置于第一段烘干窑中，控制回转窑转速为35s/圈，升温至550℃，保温2 h。烧结时，均在保护气氛中进行。
将所得产物输送至第二段焙烧窑中，控制回转窑转速为55s/圈，升温至1250℃，并保温8 h。烧结时，均在保护气氛中进行。
经冷却、破碎、筛分后得到锂离子电池用前驱体Mn3O4。冷却时，采用氧气作为保护气体进行冷却。
将上述前驱体材料与醋酸锂按摩尔比例2:3.03混合均匀，在空气气氛中，800℃烧结10 h。
经冷却、破碎、筛分后得到锂离子电池用正极锰酸锂材料LiMn2O4。
将本实例制备的正极材料与导电剂、粘结剂按85:10:5的比例混浆、涂布、烘干制成极片；然后将极片冲成φ13 mm的圆片，与隔膜、锂片、电解液组装成2025型纽扣电池。将组装好的2025型纽扣电池于LANE测试系统上进行电性能测试，具体方法为先以80μA电流恒流充电至4.3V，静置10 min后以80μA电流恒流放电至3.0 V，得到该正极材料的容量，其放电容量107.1 mAh/g。
实施例四：
草酸镍、草酸钴、草酸锰的金属离子摩尔比例为1:0:3，即Ni:Co:Mn=0.5:0:1.5，在本实施例中，未使用钴盐。
将草酸镍与草酸锰混合均匀后置于第一段烘干窑中，控制回转窑转速为35s/圈，升温至350℃，保温4h。
将所得产物输送至第二段焙烧窑中，控制回转窑转速为55s/圈，升温至950℃，并保温6h。
经冷却、破碎、筛分后得到锂离子电池用前驱体Ni0.5Mn1.5O2.5。冷却时，采用空气作为保护气体进行冷却。
将上述前驱体材料与草酸锂按摩尔比例2:1.03混合均匀，在空气气氛中，900℃烧结10 h，后在700℃下保温8 h。
经冷却、破碎、筛分后得到锂离子电池用正极镍锰酸锂材料LiNi0.5Mn1.5O4。
将本实例制备的正极材料与导电剂、粘结剂按85:10:5的比例混浆、涂布、烘干制成极片；然后将极片冲成φ13 mm的圆片，与隔膜、锂片、电解液组装成2025型纽扣电池。将组装好的2025型纽扣电池于LANE测试系统上进行电性能测试，具体方法为先以80μA电流恒流充电至4.8V，静置10 min后以80μA电流恒流放电至3.0 V，得到该正极材料的容量，其放电容量114.3 mAh/g。
对实施例获得的前驱体和正极材料的显微组织形貌进行观察。
如图2所示，为实施例一获得的锂离子电池用正极材料前驱体的颗粒形貌。
如图4所示，为实施例三获得的锂离子电池用正极材料前驱体的颗粒形貌。
本申请实例所制得前驱体颗粒完整、均匀，表面光滑，为类球形颗粒。这是由于两步固相法中，引入了第一步的煅烧，并利用第一步煅烧在将原料的结晶水去除过程中，通过延长保温时间，使得颗粒间内阻减少、颗粒接触更充分，更易获得形貌较好、晶粒发育完整的颗粒。
如图3所示，为实施例三获得的锂离子电池用正极材料的颗粒形貌。
如图5所示，为实施例三获得的锂离子电池用正极材料的颗粒形貌。
本申请实例所制得的锂离子电池正极材料呈现均匀的多面体一次颗粒形貌，颗粒粒径较小。相比于现有技术，如CN102456879B中所得的锂离子电池正极材料的无规则二次大颗粒，本实例的形貌特征给予了正极材料较小的比表面积，可获得更好的高温、循环及安全性能，更加利于基于此种正极材料进行动力型锂离子电池正极的产业化推动，性能更佳、更易于规模化生产、更低成本，是动力型锂离子电池正极材料主流方向之一。
本申请有别于锂离子正极材料所用的共沉淀方法，避免了反应过程中有害重金属离子的产生及废水的排放处理；而现有技术的共沉淀法，由于金属元素的沉淀速率不同，导致沉淀产物不均匀，同时母液中残留部分金属元素，因此无法将原料全部转化成目标产物；但在本方案中，采用两步固相法合成材料，无杂相生成，原料全部转化为目标产物，产率明显高于共沉淀法，有效提高了材料合成的产率，并降低了工艺过程控制成本及环保成本，从而实现锂离子电池用前驱体材料综合成本的下降。
通过本申请方案能制造出低成本和各种类的前躯体材料，从而可以进行各种类锂离子正极材料的合成，其综合成本更低，更符合市场需求。

Claims (10)

1.一种锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将镍盐、钴盐、锰盐混合均匀；
将混合物进行第一次烧结，烧结温度350℃~600℃，保温2h~4h；
将第一次烧结得到的所得产物进行第二次烧结，烧结温度为850℃~1400℃，保温4h~8h；
冷却，粉碎，筛分后获得。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：
所述镍盐为碳酸镍、硫酸镍、氢氧化镍、硝酸镍、醋酸镍、草酸镍中的一种或多种；
所述钴盐为碳酸钴、硫酸钴、氢氧化钴、硝酸钴、醋酸钴、草酸钴中的一种或多种；
所述锰盐为碳酸锰、硫酸锰、氢氧化锰、硝酸锰、醋酸锰、草酸锰中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：冷却时，采用保护气体进行冷却，保护气体为氮气、氩气、氧气中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：
镍盐、钴盐、锰盐中的的金属离子摩尔比例为(1-m)x：(1-m)y：(1-z)m+z+n；
其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且(2-x-y-z)m+x+y+z=1，0≤m＜1，n=0或1，且当m≠0时，n=0。
5.一种锂离子电池正极材料前驱体，其特征在于，采用如权利要求1~4中任意一项所述的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法获得，为类球形颗粒，其组成如式为：
Ni(1-m)xCo(1-m)yMn(1-z)m+z+n Oδ
其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，δ=(4/3-x-3y/2-4z/3)m+x+3y/2+4z/3+4n/3， (2-x-y-z)m+x+y+z=1，0≤m＜1，n=0或1，且当m≠0时，n=0。
6.一种锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，包括步骤：
将权利要求5所述的锂离子电池正极材料前驱体与锂盐混合均匀，在气氛保护下烧结，冷却、破碎、筛分后获得，得到的正极材料为锰酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰中的一种。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，所述锂盐为氢氧化锂、碳酸锂、硫酸锂、氯化锂、醋酸锂、草酸锂的一种或多种。
8.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，采用如权利要求6~7中任意一项所述的锂离子电池正极材料制备方法获得，其组成如式为：
Li1+mNi(1-m)xCo(1-m)yMn(1-z)m+z+nO2+2n
其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，(2-x-y-z)m+x+y+z=1，0≤m＜1，n=0或1，且当m≠0时，n=0。
9.一种锂离子电池正极极片，其特征在于，采用如权利要求8所述的锂离子电池正极材料制备获得。
10.一种锂离子电池，其特征在于，采用如权利要求8所述的锂离子电池正极材料制备获得。
CN202010223021.5A 2020-03-26 2020-03-26 锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法 Pending CN111370682A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010223021.5A CN111370682A (zh) 2020-03-26 2020-03-26 锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010223021.5A CN111370682A (zh) 2020-03-26 2020-03-26 锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111370682A true CN111370682A (zh) 2020-07-03

Family

ID=71209201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010223021.5A Pending CN111370682A (zh) 2020-03-26 2020-03-26 锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111370682A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112079392A (zh) * 2020-09-22 2020-12-15 李家红 一种锂离子电池正极材料的制备方法
CN112960704A (zh) * 2021-02-01 2021-06-15 福建金山锂科新材料有限公司 一种高电压镍锰酸锂正极材料的制备方法

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101226998A (zh) * 2008-02-02 2008-07-23 黄成钢 高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法
CN101510603A (zh) * 2009-03-20 2009-08-19 吉林吉恩镍业股份有限公司 一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法
CN102225753A (zh) * 2011-05-13 2011-10-26 浙江大学 一种锂离子电池正极材料的制备方法
CN102339997A (zh) * 2011-09-29 2012-02-01 河南思维能源材料有限公司 一种锂离子电池三元正极材料及其制备方法
CN103618078A (zh) * 2013-09-16 2014-03-05 无锡晶石新型能源有限公司 一种锰酸锂的生产方法
CN103794773A (zh) * 2013-11-16 2014-05-14 河南福森新能源科技有限公司 一种生产高容量523型三元正极材料的方法
CN104157870A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 青岛乾运高科新材料股份有限公司 一种两步高能球磨制备富锂锰酸锂固溶体正极材料的方法
CN104362308A (zh) * 2014-09-19 2015-02-18 青岛乾运高科新材料股份有限公司 一种锂离子电池正极多元复合材料及制备方法
CN105810934A (zh) * 2016-05-09 2016-07-27 北京工业大学 一种稳定富锂层状氧化物材料晶畴结构方法
CN106299254A (zh) * 2016-08-15 2017-01-04 北方奥钛纳米技术有限公司 一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN107316991A (zh) * 2017-05-26 2017-11-03 台塑汽车货运股份有限公司 一种具尖晶石结构的锂镍锰阴极材料的制造方法及其用途
CN107482192A (zh) * 2017-07-31 2017-12-15 深圳市德方纳米科技股份有限公司 单晶三元正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN107512910A (zh) * 2016-06-16 2017-12-26 中国科学院福建物质结构研究所 一种三元弛豫铁电压电材料铌镥酸铅‑铌镍酸铅‑钛酸铅及其制备方法和应用
CN107681128A (zh) * 2017-08-14 2018-02-09 北大先行科技产业有限公司 一种锂离子电池正极材料及其制备方法
CN108878846A (zh) * 2018-07-03 2018-11-23 广东工业大学 一种锂离子电池正极材料、其制备方法及锂离子电池
CN109273710A (zh) * 2018-08-22 2019-01-25 中伟新材料有限公司 一种掺杂包覆型单晶三元正极材料制备方法
CN109428060A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种包覆型多层前驱体的制备方法及应用
CN109524662A (zh) * 2018-11-09 2019-03-26 浙江德升新能源科技有限公司 一种结晶性良好的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN110422890A (zh) * 2019-06-25 2019-11-08 当升科技(常州)新材料有限公司 锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池正极及锂离子电池

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101226998A (zh) * 2008-02-02 2008-07-23 黄成钢 高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法
CN101510603A (zh) * 2009-03-20 2009-08-19 吉林吉恩镍业股份有限公司 一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法
CN102225753A (zh) * 2011-05-13 2011-10-26 浙江大学 一种锂离子电池正极材料的制备方法
CN102339997A (zh) * 2011-09-29 2012-02-01 河南思维能源材料有限公司 一种锂离子电池三元正极材料及其制备方法
CN103618078A (zh) * 2013-09-16 2014-03-05 无锡晶石新型能源有限公司 一种锰酸锂的生产方法
CN103794773A (zh) * 2013-11-16 2014-05-14 河南福森新能源科技有限公司 一种生产高容量523型三元正极材料的方法
CN104157870A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 青岛乾运高科新材料股份有限公司 一种两步高能球磨制备富锂锰酸锂固溶体正极材料的方法
CN104362308A (zh) * 2014-09-19 2015-02-18 青岛乾运高科新材料股份有限公司 一种锂离子电池正极多元复合材料及制备方法
CN105810934A (zh) * 2016-05-09 2016-07-27 北京工业大学 一种稳定富锂层状氧化物材料晶畴结构方法
CN107512910A (zh) * 2016-06-16 2017-12-26 中国科学院福建物质结构研究所 一种三元弛豫铁电压电材料铌镥酸铅‑铌镍酸铅‑钛酸铅及其制备方法和应用
CN106299254A (zh) * 2016-08-15 2017-01-04 北方奥钛纳米技术有限公司 一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN107316991A (zh) * 2017-05-26 2017-11-03 台塑汽车货运股份有限公司 一种具尖晶石结构的锂镍锰阴极材料的制造方法及其用途
CN107482192A (zh) * 2017-07-31 2017-12-15 深圳市德方纳米科技股份有限公司 单晶三元正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN107681128A (zh) * 2017-08-14 2018-02-09 北大先行科技产业有限公司 一种锂离子电池正极材料及其制备方法
CN109428060A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种包覆型多层前驱体的制备方法及应用
CN108878846A (zh) * 2018-07-03 2018-11-23 广东工业大学 一种锂离子电池正极材料、其制备方法及锂离子电池
CN109273710A (zh) * 2018-08-22 2019-01-25 中伟新材料有限公司 一种掺杂包覆型单晶三元正极材料制备方法
CN109524662A (zh) * 2018-11-09 2019-03-26 浙江德升新能源科技有限公司 一种结晶性良好的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN110422890A (zh) * 2019-06-25 2019-11-08 当升科技(常州)新材料有限公司 锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池正极及锂离子电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112079392A (zh) * 2020-09-22 2020-12-15 李家红 一种锂离子电池正极材料的制备方法
CN112960704A (zh) * 2021-02-01 2021-06-15 福建金山锂科新材料有限公司 一种高电压镍锰酸锂正极材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110518219B (zh) 核壳结构高镍梯度镍钴锰铝四元正极材料及制备方法
CN110518220B (zh) 一种高镍梯度镍钴锰铝四元正极材料及制备方法
CN110233250B (zh) 一种单晶颗粒三元正极材料的制备方法
CN113540436A (zh) 钨离子掺杂高镍梯度三元正极材料及其制备方法
CN106129360B (zh) 一种高振实密度富锂锰基正极材料及其制备方法
CN108134064B (zh) 一种正极材料前驱体及其制备方法和正极材料
CN112993241B (zh) 一种单晶锰酸锂材料的制备方法
CN114243014A (zh) 一种单晶三元正极材料及其制备方法和应用
CN111180724A (zh) 一种三元单晶正极材料的制备方法
CN109888242A (zh) 一种高振实密度镍钴锰酸锂三元材料及其制备方法
CN108807967B (zh) 一种镍钴铝三元正极材料的制备方法
CN109888225A (zh) 正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN113707874A (zh) 一种单晶型高镍层状正极材料的制备方法
CN114804235B (zh) 一种高电压镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法和应用
CN114497694A (zh) 一种制造锂离子电池用的补锂剂及其制备方法
CN111370682A (zh) 锂离子电池正极材料前驱体、正极材料及制备方法
CN114105117B (zh) 一种前驱体及磷酸镍铁锂正极材料的制备方法
CN111170369A (zh) 一种锰酸锂或镍锰酸锂材料及其制备方法和应用
CN114447309A (zh) 一种钠离子掺杂锂离子电池正极材料及其制备方法
CN113830841A (zh) 一种正极固溶体材料及其制备方法和应用
CN111933914A (zh) 五氧化二钒与rGO共包覆梯度三元正极材料及制备方法
CN114645314B (zh) 一种单晶形貌三元正极材料的制备方法
CN107342402B (zh) 一种制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元正极材料的方法
CN113206241B (zh) 一种单晶镍钴锰酸锂三元材料的制备方法
CN111584842B (zh) 一种晶粒径向排布的双层壳球形富锂层状氧化物正极材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200703

RJ01 Rejection of invention patent application after publication