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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池正極材料,尤其涉及一種高安全復合三元材料及其制備方法。
技術介紹
1、近年來隨著新能源汽車大規模應用,新能源汽車火災事故引發社會高度關注,成為影響新能源汽車產業高質量發展的重要因素,電動車安全問題亟待解決。三元材料作為主流正極材料,因其高能量密度、低溫活性優異,在中高端電動車市場備受青睞。
2、但三元材料因其活潑的層狀晶格結構,其熱穩定性差,在300℃左右發生分解,釋放氧分子,且隨著鎳含量的增加,材料中不穩定的ni3+比例升高,容易與空氣中水分和二氧化碳發生反應,其熱穩定性降低。
3、磷酸錳鐵鋰熱分解溫度600℃左右,遠高于三元材料,利用其與三元材料混合,可均衡材料安全性能,但常規攪拌工藝對三元材料安全性改善效果有限,且因磷酸錳鐵鋰導電性、倍率性能及加工性能差,而導致攪拌混合后三元材料導電性、加工性能降低。
技術實現思路
1、為解決上述問題,本專利技術提供了一種高安全復合三元材料及其制備方法。
2、第一方面,本專利技術提供了一種高安全復合三元材料,所述高安全復合三元材料為磷酸錳鐵鋰包覆三元材料的高安全復合材料,所述高安全復合材料的內層為三元材料lianibcocmndrxo2,其中0.8≤a≤1.05,0.5≤b≤0.95,0.05≤c≤0.35,0≤d≤0.3,0≤x≤0.15,b+c+d+x=1;r為含al、ti、mg、sr、y、w、b、nb、la、ta、mo、zr中的至少一種。
3、進一步地,所述高安全復
4、第二方面,本專利技術提供了第一方面任一項所述的高安全復合三元材料的制備方法,所述制備方法包括以下步驟:
5、將三元前驅體、鋰源、含r元素的化合物中的一種或多種進行混合,得到第一混合料;
6、將所述第一混合料在氧氣氣氛下進行第一燒結,后破碎,得到第二混合料;
7、將快離子導體材料均勻分散在lioh水溶液中,后加入所述第二混合料進行球磨,得到第三混合料;
8、將所述第三混合料、磷酸錳鐵鋰和含m元素的化合物進行混合包覆,得到第四混合料;
9、將所述第四混合料進行第二燒結,后破碎,得到第五混合料;
10、將所述第五混合料和磷酸錳鐵鋰進行混合包覆,得到所述高安全復合三元材料。
11、進一步地,所述第一燒結的工作條件參數包括:燒結溫度800℃-940℃,燒結周期9h-32h。
12、進一步地,所述第二燒結的工作條件參數包括:燒結溫度200℃-500℃,燒結周期3h-10h。
13、進一步地,所述三元前驅體包括ni0.67co0.05mn0.28(oh)2。
14、進一步地,所述快離子導體材料包括latp。
15、本專利技術實施例提供的上述技術方案與現有技術相比至少具有如下優點:
16、本專利技術實施例提供了一種高安全復合三元材料及其制備方法,本專利技術采用高安全性的磷酸錳鐵鋰對一次或多次燒結后的鎳鈷錳酸鋰進行混合,將包覆混合后的材料進行低溫燒結,利用體相摻雜在三元材料表面形成固溶體,將磷酸錳鐵鋰材料與三元材料緊密結合在一起,并同步添加快離子導體作包覆,提高復合材料的導電性,以保證復合材料高安全性及高容量。
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1.一種高安全復合三元材料,其特征在于,所述高安全復合三元材料為磷酸錳鐵鋰包覆三元材料的高安全復合材料,所述高安全復合材料的內層為三元材料LiaNibCocMndRxO2,其中0.8≤a≤1.05,0.5≤b≤0.95,0.05≤c≤0.35,0≤d≤0.3,0≤x≤0.15,b+c+d+x=1;R為含Al、Ti、Mg、Sr、Y、W、B、Nb、La、Ta、Mo、Zr中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的高安全復合三元材料,其特征在于,所述高安全復合材料的外殼為磷酸錳鐵鋰、含M元素的化合物中的至少一種;所述M元素為Al、Ti、Mg、Sr、Y、W、B、Nb、La、Ta、Mo、Zr中的至少一種,以及快離子導體。
3.一種權利要求1或2所述的高安全復合三元材料的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括以下步驟:
4.根據權利要求3所述的高安全復合三元材料的制備方法,其特征在于,所述第一燒結的工作條件參數包括:燒結溫度800℃-940℃,燒結周期9h-32h。
5.根據權利要求3所述的高安全復合三元材料的制備方法,其特征在于,所述第二燒結的工
6.根據權利要求3所述的高安全復合三元材料的制備方法,其特征在于,所述三元前驅體包括Ni0.67Co0.05Mn0.28(OH)2。
7.根據權利要求3所述的高安全復合三元材料的制備方法,其特征在于,所述快離子導體材料包括LATP。
...【技術特征摘要】
1.一種高安全復合三元材料,其特征在于,所述高安全復合三元材料為磷酸錳鐵鋰包覆三元材料的高安全復合材料,所述高安全復合材料的內層為三元材料lianibcocmndrxo2,其中0.8≤a≤1.05,0.5≤b≤0.95,0.05≤c≤0.35,0≤d≤0.3,0≤x≤0.15,b+c+d+x=1;r為含al、ti、mg、sr、y、w、b、nb、la、ta、mo、zr中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的高安全復合三元材料,其特征在于,所述高安全復合材料的外殼為磷酸錳鐵鋰、含m元素的化合物中的至少一種;所述m元素為al、ti、mg、sr、y、w、b、nb、la、ta、mo、zr中的至少一種,以及快離子導體。
3.一種權利要求1或...
【專利技術屬性】
技術研發人員:岳敏,胡彬,李明哲,高培,楊允杰,李猷,張洪,
申請(專利權)人:華鼎國聯四川電池材料有限公司,
類型:發明
國別省市:
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