【技術實現步驟摘要】
本申請涉及新能源材料，具體涉及一種三元正極材料及其制備方法、電化學裝置。
技術介紹
1、電動垂直起降飛行器（evtol）作為航空領域的新興技術，具有巨大應用前景。相比新能源電車，evtol要求電池具有更高的能量密度，以解決電池能量密度對飛行器航程的限制。此外，為了應對evtol緊急迫降和頻繁使用場景中的需求，evtol對鋰離子電池功率性能也提出了更高的要求。
2、目前，應用鎳鈷錳三元正極材料的電池在evtol中使用最為廣泛，但該類電池無論是高鈷低鎳型三元正極材料還是高鎳型三元正極材料均難以同時滿足高比容量和高功率的雙重需求，無法完全適用上述evtol電池復雜的應用場景。
技術實現思路
1、鑒于此，為了解決以上技術問題中的至少之一，本申請實施例提供了一種三元正極材料的制備方法。
2、本申請實施例提供了一種由前述三元正極材料的制備方法制得的三元正極材料、以及應用該三元正極材料的電化學裝置。
3、本申請實施例還提供了一種三元正極材料的制備方法，包括：
4、將納米級的三元正極材料前驅體與鋰源混合得到混合物料，并對所述混合物料進行一次燒結，得到內核，其中，所述三元正極材料前驅體的化學式為niαcoβmnγ(oh)2，0.8≤α<0.9，0.1<β≤0.2，0.01<γ≤0.1，且β+γ≤0.2；
5、將固態電解質、含錫氧化物以及可溶性鈷鹽混合并研磨，得到包覆物料；以及
6、將所述內核與所述包覆物料混合并
7、在一些可能的實施例中，在所述將納米級的三元正極材料前驅體與鋰源混合并進行一次燒結的步驟之前，所述制備方法還包括：
8、通過氣流粉碎的方式將所述三元正極材料前驅體進行粉碎，得到納米級的所述三元正極材料前驅體，所述氣流粉碎的參數包括：進料速度為800kg/h~2680kg/h，氣流速度為400m/s~700m/s，分級輪轉速為5000rpm~18000rpm，粉碎后的所述三元正極材料前驅體的顆粒粒徑d50為50nm~500nm。
9、在一些可能的實施例中，在所述將三元正極材料前驅體與鋰源進行混合得到混合物料的步驟之后，所述制備方法還包括：
10、將摻雜物料與水混合后噴灑在所述混合物料的表面并混合，所述摻雜物料含有摻雜元素，所述摻雜元素包括na、k、f、mg、ca、sr、ba、cu、zn、al、ga、ge、se、sn、zr、ti、nb、v、p、ta以及mo中的至少一種。
11、在一些可能的實施例中，所述包覆物料的顆粒粒徑d50滿足：1nm<d50≤30nm。
12、在一些可能的實施例中，在所述將所述內核與所述包覆物料混合的步驟中，將所述包覆物料采用噴霧的方式噴灑在所述內核的表面；及/或
13、所述二次燒結的溫度為300℃~800℃，所述二次燒結的時間為10h~15h。
14、在一些可能的實施例中，所述內核與所述固態電解質、所述含錫氧化物以及所述可溶性鈷鹽的質量比為1：（0.001~0.08）：（0.001~0.08）：（0.001~0.08）。
15、在一些可能的實施例中，所述固態電解質包括鋰鑭鋯鉭氧、鋰鑭鋯鈮氧、鋰鑭鋯氧、鋰鑭鈦氧、磷酸鈦鋁鋰以及鈮酸鋰中的至少一種；
16、所述含錫氧化物包括二氧化錫、氧化銦錫以及氧化錫銻中的至少一種；
17、所述可溶性鈷鹽包括醋酸鈷、硝酸鈷、硫酸鈷以及氯化鈷中的至少一種；
18、所述包覆物料中還包括分散劑，所述分散劑包括聚合物分散劑、陰離子型潤濕分散劑、陽離子型潤濕分散劑、兩性型潤濕分散劑以及非離子型潤濕分散劑中的至少一種。
19、在一些可能的實施例中，所述一次燒結包括預燒結和高溫燒結，所述預燒結為400℃~700℃溫度下燒結10h~15h，所述高溫燒結為600℃~900℃溫度下燒結15h~20h。
20、本申請實施例還提供了一種三元正極材料，該三元正極材料采用前述的三元正極材料的制備方法制備，所述三元正極材料包括內核和位于所述內核表面的包覆層，其中，所述內核為三元正極活性物質，所述包覆層含有固態電解質、錫元素以及鈷元素。
21、另，本申請實施例還提供了一種電化學裝置，所述電化學裝置包括正極極片、負極極片、隔離膜以及電解液，其中所述正極極片包括正極活性物質，所述正極活性物質為前述三元正極材料。
22、相較于現有技術，本申請實施例提供的三元正極材料的制備方法，采用納米級的高鎳三元正極材料前驅體作為原料，能提高三元正極材料的比容量，同時納米級顆粒有助于鋰離子在三元正極材料內部的傳輸，并降低內阻，從而改善了三元正極材料的倍率性能；而且，該正極材料采用固態電解質、含錫氧化物以及可溶性鈷鹽的混合包覆物料進行表面包覆處理，該包覆層有利于改善三元正極材料的結構穩定性、離子擴散速率和電子導電率。因此，本申請實施例通過控制鎳含量、優化前驅體顆粒尺寸以及包覆物料組成，成功實現了三元正極材料高比容量與高倍率性能的兼容，應用該三元正極材料的電化學裝置不僅具備較高的能量密度，還具備優異的功率性能，適用于高功率、高能量密度的應用場景。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，在所述將納米級的三元正極材料前驅體與鋰源混合并進行一次燒結的步驟之前，所述制備方法還包括：
3.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，在所述將三元正極材料前驅體與鋰源進行混合得到混合物料的步驟之后，所述制備方法還包括：
4.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述包覆物料的顆粒粒徑D50滿足：1nm<D50≤30nm。
5.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，在所述將所述內核與所述包覆物料混合的步驟中，將所述包覆物料采用噴霧的方式噴灑在所述內核的表面；所述二次燒結的溫度為300℃~800℃，所述二次燒結的時間為10h~15h。
6.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述內核與所述固態電解質、所述含錫氧化物以及所述可溶性鈷鹽的質量比為1：（0.001~0.08）：（0.001~0.08）：（0.001~0.08）。
8.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述一次燒結包括預燒結和高溫燒結，所述預燒結為400℃~700℃溫度下燒結10h~15h，所述高溫燒結為600℃~900℃溫度下燒結15h~20h。
9.一種三元正極材料，其特征在于，由如權利要求1至8中任一項所述的三元正極材料的制備方法制得，所述三元正極材料包括內核和位于所述內核表面的包覆層，其中，所述內核為三元正極活性物質，所述包覆層含有固態電解質、錫元素以及鈷元素。
10.一種電化學裝置，其特征在于，所述電化學裝置包括正極極片、負極極片、隔離膜以及電解液，其中所述正極極片包括正極活性物質，所述正極活性物質為如權利要求9中所述的三元正極材料。
...【技術特征摘要】
1.一種三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，在所述將納米級的三元正極材料前驅體與鋰源混合并進行一次燒結的步驟之前，所述制備方法還包括：
3.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，在所述將三元正極材料前驅體與鋰源進行混合得到混合物料的步驟之后，所述制備方法還包括：
4.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述包覆物料的顆粒粒徑d50滿足：1nm<d50≤30nm。
5.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，在所述將所述內核與所述包覆物料混合的步驟中，將所述包覆物料采用噴霧的方式噴灑在所述內核的表面；所述二次燒結的溫度為300℃~800℃，所述二次燒結的時間為10h~15h。
6.根據權利要求1所述的三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述內核與所述固態電解質、所述含錫氧化物以及所述可溶性鈷鹽的質量比為1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：施建楠，秦錦，趙云虎，張新龍，
申請(專利權)人：南通瑞翔新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。