【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池三元正极材料及其制备方法
[0001]本专利技术属于锂离子电池
,具体涉及一种锂离子电池三元正极材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着消费电子和电动汽车长续航的需求越来越迫切,开发并使用更高镍含量的三元正极材料是未来发展必然趋势。然而随着三元正极材料中镍含量升高,电池循环性能急剧下降,这是由于镍含量越高,正极材料在充放电过程中体积膨胀越严重,使得正极材料在在反应过程中承受巨大的应力,易导致裂纹产生,这一方面使得正极材料颗粒之间相互分离,失去电活性,另一方面电解液会渗透只颗粒内部,不可避免产生副反应,这些不但会降低电池比容量,而且也会降低电池安全性能。为解决上述问题,一种常用策略是制备核壳或梯度结构三元正极材料,这种三元正极材料特点是:内部为高镍三元正极材料,外部为低镍三元正极材料。这种结构具有两个优势,一是外部低镍三元正极材料隔绝内部高镍三元正极材料与电解液的直接接触,二是外部低镍三元正极材料抑制内部高镍三元正极材料的体积变化,上述优势能够提高镍三元正极材料循环性能。然而,这种结构并没有缓解微裂纹的产生,使得电池循环性能改善效果有限,这是由于微裂纹都是从内部因应力集中产生并扩展的,而现有核壳结构或梯度结构均是从外部来解决问题,因此,内部高镍三元正极材料仍然会不可避免地产生较大应力,并最终诱导裂纹产生,恶化电池循环性能。
技术实现思路
[0003]针对现有技术中的不足与难题,本专利技术旨在提供一种锂离子电池三元正极材料及其制备方法。
[0004]本专利技术通过以下技术 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池三元正极材料,其特征在于:所述三元正极材料为三层核壳结构,由内到外分别为内层、包覆内层的中间层和包覆中间层的外层;其中,内层化学式为LiNi
a
Co
b
Mn1‑
a
‑
b
O2,0.6≥a≥0.3,b≥1
‑
a
‑
b>0;中间层化学式为LiNi
m
Co
n
Mn1‑
m
‑
n
O2,m>0.8,n>0,1
‑
m
‑
n>0;外层化学式为LiNixCoyMn1
‑
x
‑
y O2,x≥0.4,y>0,1
‑
x
‑
y≥0.3。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料,其特征在于:所述三元正极材料的内层厚度为0.1
‑
1微米,中间层厚度为5
‑
15微米,外层厚度1
‑
3微米。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料,其特征在于:所述三元正极材料的镍元素含量占镍、钴、锰三种元素总含量的摩尔分数≥80%,钴和锰元素含量占镍、钴、锰三种元素总含量的摩尔分数≤20%。4.如权利要求1至3任一所述的锂离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)按照摩尔比Ni∶Co∶Mn=a∶b∶(1
‑
a
‑
b)称取硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰,0.6≥a≥0.3,b≥1
‑
a
‑
b>0,将上述三种盐水溶得到第一种混合盐溶液;将第一种混合盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水分别通入到含有底液的反应釜中进行第一次共沉淀反应,反应过程中通入惰性气体;第一次共沉淀反应条件为:pH为11.0
‑
11.2,氨水浓度为0.3
‑
0.5mol/L,搅拌速度100
‑
200rpm,反应时间1
‑
6小时;反应结束后,继续搅拌;2)按照摩尔比Ni∶Co∶Mn=m∶n∶(1
‑
m
‑
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