CN114914431A - 复合包覆改性的三元正极材料及制备方法 - Google Patents
复合包覆改性的三元正极材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114914431A CN114914431A CN202210686860.XA CN202210686860A CN114914431A CN 114914431 A CN114914431 A CN 114914431A CN 202210686860 A CN202210686860 A CN 202210686860A CN 114914431 A CN114914431 A CN 114914431A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- preparation
- sintering
- composite coating
- coating
- 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
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 title claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 10
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 41
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical group [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 22
- NFMWFGXCDDYTEG-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;diborate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] NFMWFGXCDDYTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 6
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 lithium borate compound Chemical class 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N lithium magnesium Chemical compound [Li].[Mg] GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- H01M4/50—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
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- 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
-
- 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
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- 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)
- Composite Materials (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种复合包覆改性的三元正极材料及制备方法，该方法将锂源和三元前驱体混合均匀，在高温条件下烧结，然后冷却至室温，粉碎，得到烧结料粉末；将烧结料粉末水洗，抽滤离心得到湿料，真空烘干过筛得到干料；将干料和混合包覆添加剂混合均匀，在高温条件下包覆烧结，冷却至室温，得到复合包覆改性的三元正极材料，本发明使用硼酸镁代替硼酸在提高包覆温度的同时提升材料容量。本发明提高包覆温度后，提高氧化铝的包覆效果。
Description
技术领域
本发明涉及电池材料领域，具体涉及一种复合包覆改性的三元正极材料及制备方法。
背景技术
目前锂离子电池三元正极材料常规包覆方案是在300-330℃下共同包覆硼酸和氧化铝。硼酸具有显著提高材料容量的效果，但由于硼酸在常压下沸点是300℃的原因导致包覆温度超过300℃包覆效果不理想，而氧化铝的一个理想包覆温度远高于硼酸的包覆温度，导致在300℃左右共包覆下氧化铝的包覆效果较差，使得材料的结构稳定性、倍率以及循环性能不如三次烧结材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种复合包覆改性的三元正极材料及制备方法。
为实现上述目的，本发明所设计一种复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将锂源和三元前驱体混合均匀，在高温条件下烧结，然后冷却至室温(25℃)，粉碎(将团聚完全打开)，得到烧结料粉末(即为三元正极材料)；
2)将烧结料粉末水洗，抽滤离心得到湿料，真空烘干过筛得到干料；
3)将干料和混合包覆添加剂混合均匀，在高温条件下包覆烧结，冷却至室温(25℃)，得到复合包覆改性的三元正极材料，其中，混合包覆添加剂由硼酸镁和氧化铝混合而成。
进一步地，所述步骤1)中，三元前驱体和锂源的摩尔比为1:1.0～1.1；所述锂源为氢氧化锂或碳酸锂。
再进一步地，所述步骤1)中，锂源和三元前驱体的摩尔比为1:1.04。
再进一步地，所述步骤1)中，高温烧结的温度为700-1100℃，烧结时间为8～15h。
再进一步地，所述高温烧结的温度为750℃，烧结时间为12h。
再进一步地，所述步骤2)中，真空烘干温度为100～150℃，时间为3～5h，干料的D50粒径为2.0～20.0μm。优选为10.0～11.0μm。
再进一步地，所述步骤3)中，硼酸镁用量为干料总量的0.2～2.0％；且混合包覆添加剂中，氧化铝和硼酸镁重量比为1:1～3。
再进一步地，所述步骤3)中，包覆烧结温度为300～700℃，烧结时间为5～15h。
再进一步地，所述步骤3)中，包覆烧结温度为600℃，烧结时间为12h。
本发明还提供了一种复合包覆改性的三元正极材料，它是以高镍三元正极材料为基体，在基体的表面包覆有混合包覆添加剂；其中，混合包覆添加剂的使用量是高镍三元正极材料质量的0.2％-4.0％且混合包覆添加剂中，氧化铝和硼酸镁重量比为1:1～3。
本发明原理：
在高温下部分硼酸镁会和表面的残碱发生反应，生成硼酸锂化合物和锂镁化合物，部分硼酸镁会分解成氧化镁和氧化硼，氧化硼、部分氧化铝与表面残碱发生反应生成快离子导体附着在材料表面形成一层保护膜，并能够加快锂离子的传输速率。部分氧化铝和氧化镁也会附着在表面，减少电解液的腐蚀，还有一部分会掺杂到材料表层，镁离子和铝离子都能够维持晶体结构的完整和稳定性，抑制氧空位的产生，降低晶胞体积变化，而且镁离子能够起到支柱效应，增加锂离子迁移的活化能，提高倍率性能。
本发明的有益效果：
1.本发明使用硼酸镁代替硼酸在提高包覆温度的同时提升材料容量。
2.本发明提高包覆温度后，提高氧化铝的包覆效果。
3.本发明提高包覆温度后，镁离子可以对材料表层掺杂，改善材料循环倍率性能。
4.本发明提高包覆温度后，可以使用Ce、Co、W、Nb、Sr、Y中的一种或多种元素的氧化物、氟化物、氢氧化物等复合包覆。
附图说明
图1为45℃1C循环80周容量保持率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。
实施例1
一种复合包覆改性的三元正极材料1的制备方法，包括以下步骤：
1)按摩尔比1：1.04将三元前驱体和氢氧化锂混合均匀，置于箱式炉中，在氧气气氛下750℃烧结12h，然后冷却至室温(25℃)，使用机械磨将物料粉碎(将团聚完全打开)，得到烧结料粉末(即为三元正极材料)；
2)按照水料比0.8:1的比例将烧结料粉末和去离子水混合搅拌水洗3min，抽滤离心得到湿料，置于真空烘箱中，120℃真空烘干4h真空烘干得到D50粒径为10.0～11.0μm的干料；
3)将干料和混合包覆添加剂混合均匀，再置于箱式炉中600℃进行包覆烧结12h，冷却至室温(25℃)，得到复合包覆改性的三元正极材料，其中，混合包覆添加剂用量为干料总量的1.0％；且混合包覆添加剂由硼酸镁和氧化铝按质量比2:1混合而成。
实施例2
一种复合包覆改性的三元正极材料2的制备方法，包括以下步骤：
1)按摩尔比1：1.1将三元前驱体和氢氧化锂混合均匀，置于箱式炉中，在氧气气氛下750℃烧结12h，然后冷却至室温(25℃)，使用机械磨将物料粉碎(将团聚完全打开)，得到烧结料粉末(即为三元正极材料)；
2)按照水料比0.8:1的比例将烧结料粉末和去离子水混合搅拌水洗3min，抽滤离心得到湿料，置于真空烘箱中，120℃真空烘干4h真空烘干得到D50粒径为10.0～11.0μm的干料；
3)将干料和混合包覆添加剂混合均匀，再置于箱式炉中700℃进行包覆烧结12h，冷却至室温(25℃)，得到复合包覆改性的三元正极材料2，其中，混合包覆添加剂用量为干料总量的2.0％；且混合包覆添加剂由硼酸镁和氧化铝按质量比2:1混合而成。
实施例3
一种复合包覆改性的三元正极材料3的制备方法，包括以下步骤：
1)按摩尔比1：1.0将三元前驱体和氢氧化锂混合均匀，置于箱式炉中，在氧气气氛下750℃烧结8h，然后冷却至室温(25℃)，使用机械磨将物料粉碎(将团聚完全打开)，得到烧结料粉末(即为三元正极材料)；
2)按照水料比0.8:1的比例将烧结料粉末和去离子水混合搅拌水洗3min，抽滤离心得到湿料，置于真空烘箱中，120℃真空烘干4h真空烘干得到D50粒径为10.0～11.0μm的干料；
3)将干料和混合包覆添加剂混合均匀，再置于箱式炉中300℃进行包覆烧结12h，冷却至室温(25℃)，得到复合包覆改性的三元正极材料3，其中，混合包覆添加剂用量为干料总量的2.0％；且混合包覆添加剂由硼酸镁和氧化铝按质量比2:1混合而成。
对比例1
按摩尔比1：1.04将三元前驱体和氢氧化锂混合均匀，在箱式炉中进行高温烧结，在氧气气氛下750℃烧结12h后降温至室温，使用机械磨将物料粉碎。按照水料比0.8:1的比例将物料和去离子水混合搅拌水洗3min，抽滤后将物料放到真空烘箱中120℃烘干4h。烘干料过筛后与硼酸镁、氧化铝和氧化铈进行干法包覆，再置于箱式炉中600℃12h进行包覆烧结，冷却到室温过筛得到硼酸镁、氧化铝和氧化铈共同包覆的产物，
硼酸镁、氧化铝和氧化铈用量为烘干料总量的1.35％；且硼酸镁、氧化铝和氧化铈按质量比2:1:1混合而成。
对比例2
按摩尔比1：1.04将三元前驱体和氢氧化锂混合均匀，在箱式炉中进行高温烧结，在氧气气氛下750℃烧结12h后降温至室温，使用机械磨将物料粉碎。按照水料比0.8:1的比例将物料和去离子水混合搅拌水洗3min，抽滤后将物料放到真空烘箱中120℃烘干4h。烘干料过筛后与硼酸和氧化铝进行干法包覆，再置于箱式炉中320℃12h进行包覆烧结，冷却到室温过筛得到硼酸和氧化铝共同包覆的产物。硼酸和氧化铝用量为烘干料总量的0.86％；且硼酸和氧化铝按质量比2:1混合而成。
对比例3
按摩尔比1：1.04将三元前驱体和氢氧化锂混合均匀，在箱式炉中进行高温烧结，在氧气气氛下750℃烧结12h后降温至室温，使用机械磨将物料粉碎。按照水料比0.8:1的比例将物料和去离子水混合搅拌水洗3min，抽滤后将物料放到真空烘箱中120℃烘干4h。烘干料过筛后与氧化铝进行干法包覆，再置于箱式炉中600℃12h进行包覆烧结，冷却到室温过筛得到氧化铝包覆的产物，其中，氧化铝用量为烘干料总量的0.28％。
对比例4
按摩尔比1：1.04将三元前驱体和氢氧化锂混合均匀，在箱式炉中进行高温烧结，在氧气气氛下750℃烧结12h后降温至室温，使用机械磨将物料粉碎。按照水料比0.8:1的比例将物料和去离子水混合搅拌水洗3min，抽滤后将物料放到真空烘箱中120℃烘干4h。烘干料过筛后与硼酸进行干法包覆，再置于箱式炉中300℃12h进行包覆烧结，冷却到室温过筛得到硼酸包覆的产物。其中，硼酸用量为烘干料总量的0.58％。
1.将上述实施例1～3和对比例1～4制备的样品进行理化性能检测
如表1所示：相比于对比例2，烧结温度大幅提高后，实施例1、实施例2、对比例1的残碱有降低，主要原因是温度升高后有利于部分添加剂与材料表面残碱反应，也有利于残碱的挥发。实施例3虽然烧结温度不高，但由于添加剂使用量增加，与表面残碱反应更加充分，所以残碱含量也偏低，但造成材料的比表面积BET偏大。其他样品比表面积BET均在0.4m2/g左右，符合产品设计需求。
表1七种产物的理化指标
2.将上述实施例1～3和对比例1～4制备的样品在0.1C倍率、电压为3.0V-4.25V的电压下进行测试
如表2所示：对比例4的充放电克容量明显高于其他材料，说明硼酸具有提高容量的效果。实施例1和对比例1充放电克容量虽然略低于对比例2和4，但也明显高于对比例3，在提高包覆温度后硼酸镁也能起到提高容量的效果。实施例2和实施例3由于包覆剂使用量大，影响了材料充放电克容量的发挥，但其充放电克容量水平仍与对比例3相当，也能间接说明硼酸镁也具有提高容量的效果。
表2 0.1C充放电克容量及首次效率
表3是在0.5C、1C和2C下的放电倍率数据
如表3所示：相比于对比例2，实施例1由于氧化铝包覆效果更好，而且部分Mg掺杂到材料表层中，起到了支柱效应，起到支撑结构的作用，增加Li+迁移的活化势能，其倍率性能更好。
如图1所示：相比于对比例2，实施例1由于氧化铝包覆效果更好，而且部分Mg掺杂到材料表层中，起到了支柱效应，起到支撑结构的作用，增加Li+迁移的活化势能，其循环性能更好，因此实施例1的循环性能优于对比例2。提高包覆温度后包覆其他元素可以有更好的包覆效果，对比例1中相比实施例1多加了一种添加剂CeO2，Ce4+能够稳定晶格中氧，减少氧析出；抑制因析氧引发的不可逆相变，改善材料的循环性能，因此对比例1的循环性能优于实施例1。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将锂源和三元前驱体混合均匀，在高温条件下烧结，然后冷却至室温，粉碎，得到烧结料粉末；
2)将烧结料粉末水洗，抽滤离心得到湿料，真空烘干过筛得到干料；
3)将干料和混合包覆添加剂混合均匀，在高温条件下包覆烧结，冷却至室温，得到复合包覆改性的三元正极材料，其中，混合包覆添加剂由硼酸镁和氧化铝混合而成。
2.根据权利要求1所述复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，三元前驱体和锂源的摩尔比为1:1.0～1.1；所述锂源为氢氧化锂或碳酸锂。
3.根据权利要求1所述复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，锂源和三元前驱体的摩尔比为1:1.04。
4.根据权利要求1所述复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，高温烧结的温度为700-1100℃，烧结时间为8～15h。
5.根据权利要求1所述复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述高温烧结的温度为750℃，烧结时间为12h。
6.根据权利要求1所述复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在：所述步骤2)中，真空烘干温度为100～150℃，时间为3～5h，干料的D50粒径为2.0～20.0μm。
7.根据权利要求1所述复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，硼酸镁用量为干料总量的0.2～2.0％；且混合包覆料中，氧化铝和硼酸镁重量比为1:1～3。
8.根据权利要求1所述复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，包覆烧结温度为300～700℃，烧结时间为5～15h。
9.根据权利要求1所述复合包覆改性的三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，包覆烧结温度为600℃，烧结时间为12h。
10.一种复合包覆改性的三元正极材料，其特征在于：它是以高镍三元正极材料为基体，在基体的表面包覆有混合包覆添加剂；其中，混合包覆添加剂的使用量是高镍三元正极材料质量的0.2％～2.0％且混合包覆添加剂中，氧化铝和硼酸镁重量比为1:1～3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210686860.XA CN114914431A (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 复合包覆改性的三元正极材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210686860.XA CN114914431A (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 复合包覆改性的三元正极材料及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114914431A true CN114914431A (zh) | 2022-08-16 |
Family
ID=82770646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210686860.XA Pending CN114914431A (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 复合包覆改性的三元正极材料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114914431A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115360437A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-18 | 楚能新能源股份有限公司 | 预锂化方法、制造锂二次电池的方法及锂二次电池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111430689A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-17 | 蜂巢能源科技有限公司 | 正极材料及其制备方法，正极、锂离子电池和车辆 |
-
2022
- 2022-06-16 CN CN202210686860.XA patent/CN114914431A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111430689A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-17 | 蜂巢能源科技有限公司 | 正极材料及其制备方法，正极、锂离子电池和车辆 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115360437A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-18 | 楚能新能源股份有限公司 | 预锂化方法、制造锂二次电池的方法及锂二次电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107978751B (zh) | 一种高电化学活性三元正极材料及其制备方法 | |
| CN111463411A (zh) | 一种单晶形貌的高镍三元正极材料及其制备方法 | |
| CN112499695B (zh) | 一种镍钴锰三元正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN109244456B (zh) | 一种钴酸锂正极材料的制备方法 | |
| JP2015130340A (ja) | リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物複合正極材料、その製造方法及びリチウムイオン二次電池 | |
| WO2023179245A1 (zh) | 一种高镍三元正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN103384003B (zh) | 一种高容量耐高温锰酸锂的制备方法及其应用 | |
| CN114784236B (zh) | 一种包覆型Al、F共掺杂单晶锰酸锂正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN114520318B (zh) | 一种动力电池用高镍无钴镍钨锰酸锂正极材料及制备方法 | |
| CN113764669A (zh) | 高电压钠离子电池层状氧化物正极材料 | |
| CN113363476B (zh) | 一种锂离子电池三元正极材料及其制备方法 | |
| CN114725349B (zh) | 一种锂离子电池改性正极材料的制备、制得材料的应用 | |
| CN112723427A (zh) | 一种三元正极前驱体及其制备方法和用途 | |
| CN110808363A (zh) | 一种硅酸锂包覆的富锂锰基正极材料及其制备方法与应用 | |
| CN115386946A (zh) | 一种长循环高镍单晶正极材料的制备方法 | |
| CN114914431A (zh) | 复合包覆改性的三元正极材料及制备方法 | |
| CN117525403A (zh) | 一种高电压高容量中高镍单晶三元正极材料及其制备方法和电池 | |
| CN107204427B (zh) | 一种含钠的锂离子电池复合负极材料的制备方法 | |
| CN114530580A (zh) | 一种高容量双包覆锂离子正极材料的制备方法 | |
| CN115385398B (zh) | 一种掺杂改性的三元材料及其制备方法 | |
| CN116845191A (zh) | 一种自补锂型三元材料、制备方法及应用 | |
| CN114853090A (zh) | 硼酸铝包覆改性的三元材料及其制备方法 | |
| CN113264550B (zh) | 钛酸锂负极材料的制备方法 | |
| CN115498166A (zh) | 一种三元正极材料、制备方法及其应用 | |
| CN113206250B (zh) | 一种半导体负极材料及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220816 |