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() 复合正极活性材料及其制备方法、应用技术_技高网

复合正极活性材料及其制备方法、应用技术

技术编号:42938889 阅读:9 留言:0更新日期:2024-10-11 15:59
本申请实施例提供了复合正极活性材料及其制备方法、应用。该复合正极活性材料包括正极活性材料以及氮掺杂的碳纳米管,所述氮掺杂的碳纳米管中包括石墨氮。该复合正极活性材料可在较低的碳纳米管用量下实现较高的电子电导率,可用于提供一种综合性能较优的二次电池。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,具体涉及复合正极活性材料及其制备方法、应用


技术介绍

1、业界常通过提升正极活性材料的电子电导率以优化二次电池的倍率性能和低温性能等,例如,在正极活性材料颗粒的表面包覆导电碳,或者,将正极活性材料颗粒与碳纳米管等导电剂混合,但上述两种方法对正极活性材料的电子电导率的提升均有限。


技术实现思路

1、鉴于此,本申请实施例提供了复合正极活性材料及其制备方法、应用。该复合正极活性材料可在较低的碳纳米管用量下实现较高的电子电导率,可用于提供一种综合性能较优的二次电池。

2、本申请实施例第一方面提供了一种复合正极活性材料,包括正极活性材料以及氮掺杂的碳纳米管,所述氮掺杂的碳纳米管中包括石墨氮。

3、氮掺杂可有效提升碳纳米管的导电性,而进一步控制碳纳米管中的氮含量在上述范围内,可在氮掺杂的碳纳米管内部构建足量的电子通路。而石墨氮更利于提升碳纳米管的电导性,从而有效提升复合正极活性材料的电导性。进一步的,基于氮掺杂的碳纳米管的结构属性,其在复合正极活性材料可搭接构成导电网络,故,较相关技术,在碳纳米管用量相当的情况下,上述复合正极活性材料可实现更高的电子电导率,具体可表现为提供一种倍率性能更优的二次电池。

4、本申请实施例第二方面提供了一种复合正极活性材料的制备方法,包括:

5、混合含氮碳源和正极活性材料前驱体,煅烧,得到复合正极活性材料;其中,所述含氮碳源包括单氰胺、双氰胺、三聚氰胺和尿素中的至少一种;

6、所述复合正极活性材料包括正极活性材料以及氮掺杂的碳纳米管,所述氮掺杂的碳纳米管中包括石墨氮。

7、上述制备方法简单易行,工艺可控性强,生产效率高,适用于大规模工业化生产。

8、本申请实施例第三方面提供了一种正极,包括本申请实施例第一方面提供的复合正极活性材料。由于带有本申请实施例提供的复合正极活性材料,在正极中的碳含量相等的情况下,本申请实施例提供的正极的电阻率更低。

9、本申请实施例第四方面提供了一种二次电池,包括本申请实施例第三方面提供的正极。由于带有本申请实施例提供的正极,上述二次电池可兼具较优的倍率性能。

10、本申请实施例第五方面提供了一种用电设备,包括本申请实施例第四方面提供的二次电池。由于带有本申请实施例提供的二次电池,上述用电设备具有较高的市场竞争力。

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【技术保护点】

1.一种复合正极活性材料,其特征在于,包括正极活性材料以及氮掺杂的碳纳米管;所述氮掺杂的碳纳米管中包括石墨氮。

2.根据权利要求1所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述氮掺杂的碳纳米管中,氮元素的质量占比为20%-40%,且所述石墨氮在氮元素的总质量中的占比≥20%。

3.根据权利要求2所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述石墨氮在氮元素的总质量中的占比为20%-72%。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述复合正极活性材料包括二次颗粒,所述二次颗粒包括多个所述正极活性材料的一次颗粒和多个所述氮掺杂的碳纳米管,且所述氮掺杂的碳纳米管原位生长在至少一些所述正极活性材料的一次颗粒的表面。

5.根据权利要求4所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述二次颗粒的粒径D50为5μm-10μm;所述正极活性材料的一次颗粒的平均粒径为200nm-300nm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述氮掺杂的碳纳米管在所述复合正极活性材料中的质量占比为0.5%-3%。

7.根据权利要求1-6任一项所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料包括Li1-aAaMnxMyFe1-x-y(P1-bEb)O4,0≤a<1,0.4≤x+y≤0.9,0≤b<1;A包括K+、Ca+、Na+和NH4+中的至少一种,M包括Ti、V、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Ca、Al、Nb和Mo中的至少一种,E包括N、Si和B中的至少一种。

8.根据权利要求6或7所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述复合正极活性材料在200MPa压力下的常温粉末电阻率为20Ω·cm-100Ω·cm。

9.一种复合正极活性材料的制备方法,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述煅烧包括依次进行的第一煅烧和第二煅烧;

11.一种正极,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的复合正极活性材料,或者,包括按权利要求9或10所述的制备方法制得的复合正极活性材料。

12.一种二次电池,其特征在于,包括如权利要求11所述的正极。

13.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求12所述的二次电池。

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【技术特征摘要】

1.一种复合正极活性材料,其特征在于,包括正极活性材料以及氮掺杂的碳纳米管;所述氮掺杂的碳纳米管中包括石墨氮。

2.根据权利要求1所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述氮掺杂的碳纳米管中,氮元素的质量占比为20%-40%,且所述石墨氮在氮元素的总质量中的占比≥20%。

3.根据权利要求2所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述石墨氮在氮元素的总质量中的占比为20%-72%。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述复合正极活性材料包括二次颗粒,所述二次颗粒包括多个所述正极活性材料的一次颗粒和多个所述氮掺杂的碳纳米管,且所述氮掺杂的碳纳米管原位生长在至少一些所述正极活性材料的一次颗粒的表面。

5.根据权利要求4所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述二次颗粒的粒径d50为5μm-10μm;所述正极活性材料的一次颗粒的平均粒径为200nm-300nm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的复合正极活性材料,其特征在于,所述氮掺杂的碳纳米管在所述复合正极活性材料中的质量占比为0.5%-3%。

7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶钰珍邓暄炜何科峰庄明昊邓若燚
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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