System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 改性三元正极材料及其制备方法和应用技术_技高网

改性三元正极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:41245079 阅读:7 留言:0更新日期:2024-05-09 23:55
本发明专利技术涉及正极材料领域,公开了一种改性三元正极材料及其制备方法和应用。一种改性三元正极材料,该改性三元正极材料包含三元正极材料二次颗粒以及包覆在三元正极材料二次颗粒表面的含磷化合物;其中,含磷化合物具有棒状结构。本发明专利技术的改性三元正极材料具有优异的电化学性能,应用于锂离子电池,有利于提高电池充放电过程中的首圈库伦效率和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及正极材料领域,具体涉及一种改性三元正极材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、当前世界面临着巨大的能源危机和环境挑战,研究者们一直致力于发展新能源技术来解决这些问题。锂离子电池由于具有能量密度高、使用寿命长、自放电程度小、无记忆效应及环保等诸多优势而迅速发展起来。作为锂离子电池中成本最高的正极材料,近年来新兴的层状结构三元氧化物(ncm523、ncm622、ncm811、nca等)材料因其较高的能量密度引起了研究者和产业界的关注。

2、高镍三元正极材料(ncm811)放电容量可以超过200mah/g,但循环稳定性和安全性依然是阻碍其大规模商业化的重要瓶颈。但循环稳定性和安全性是阻碍其大规模商业化的重要瓶颈。阳离子混排(锂镍混排)导致的放电容量降低、li+扩散受到阻碍以及结构无序性的发生;镍含量增加导致循环稳定性变差以及过高的表面碱含量是高镍三元正极材料面临的主要问题。可见,对高镍三元正极材料的改性工作十分重要。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的高镍三元正极材料循环稳定性和安全性有待提高的问题,提供一种改性三元正极材料及其制备方法和应用。本专利技术的改性三元正极材料具有优异的电化学性能,应用于锂离子电池,有利于提高电池充放电过程中的首圈库伦效率和循环稳定性。

2、为了实现上述目的,本专利技术一方面提供一种改性三元正极材料,该改性三元正极材料包含三元正极材料二次颗粒以及包覆在三元正极材料二次颗粒表面的含磷化合物;其中,含磷化合物具有棒状结构。

3、优选地,含磷化合物的尺寸为(100-500)×(10-50)×(10-50)nm,优选为(100-200)×(10-20)×(10-20)nm。

4、本专利技术第二方面提供一种改性三元正极材料的制备方法,该方法包括以下步骤:

5、(1)在溶剂的存在下,将三元正极材料与不含金属的磷源混合,得到固体产物;

6、(2)将固体产物在含氧气体氛围下焙烧,得到改性三元正极材料;

7、所述三元正极材料与磷源的质量比为1:0.001-0.1,其中,磷源以磷元素计。

8、优选地,所述磷源为磷酸盐,优选选自磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸二氢铵中的至少一种。

9、本专利技术第三方面提供一种第一方面所述改性三元正极材料或者第二方面所述制备方法制得的改性三元正极材料在锂离子电池中的应用。

10、本专利技术的有益效果包括:

11、本专利技术的改性三元正极材料,区别于现有包覆技术制备的三元正极材料在于表面包覆的含磷化合物具有棒状结构,可与三元正极材料二次颗粒微球牢固结合。优选情况下,含磷化合物在三元正极材料二次颗粒表面均匀分布,而且包覆量合适,在减轻三元正极材料表面不良副反应的同时不影响正常的电荷迁移。以上特点赋予所述三元正极材料以更好的电化学性能。

12、本专利技术的改性三元正极材料表面残碱少,结构稳定,应用于锂离子电池,有利于提高电池充放电过程中的首圈库伦效率和循环稳定性。

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【技术保护点】

1.一种改性三元正极材料,其特征在于,该改性三元正极材料包含三元正极材料二次颗粒以及包覆在三元正极材料二次颗粒表面的含磷化合物;其中,含磷化合物具有棒状结构。

2.根据权利要求1所述的改性三元正极材料,其中,

3.根据权利要求1所述的改性三元正极材料,其中,

4.根据权利要求1所述的改性三元正极材料,其中,

5.一种改性三元正极材料的制备方法,该方法包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的方法,其中,

7.根据权利要求5所述的方法,其中,

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法,其中,

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法,其中,

10.权利要求1-4中任意一项所述改性三元正极材料或者权利要求5-9中任意一项所述制备方法制得的改性三元正极材料在锂离子电池中的应用。

【技术特征摘要】

1.一种改性三元正极材料,其特征在于,该改性三元正极材料包含三元正极材料二次颗粒以及包覆在三元正极材料二次颗粒表面的含磷化合物;其中,含磷化合物具有棒状结构。

2.根据权利要求1所述的改性三元正极材料,其中,

3.根据权利要求1所述的改性三元正极材料,其中,

4.根据权利要求1所述的改性三元正极材料,其中,

5.一种改性三元正极材料的制备方法,该...

【专利技术属性】
技术研发人员:张宇张同宝汪碧微陈芳朱烨
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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