[发明专利]一种耐高压低钴三元正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高压低钴三元正极材料及其制备方法，所述正极材料采用含镍、钴、锰的前驱体、锂源和少量添加剂通过以下步骤制得：前驱体预处理，然后将前驱体、锂源和添加剂混合，进行烧结，经后处理最终制得耐高压低钴三元正极材料，本发明提供的正极材料形貌规则度较高，颗粒粒度大小均一，由该正极材料制得的锂离子电池在高压下仍具有较低的内阻和优异的高温循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种镍钴锰酸锂正极材料的改进方法。

背景技术

三元5系材料目前应用领域广泛，3C数码和动力领域均有使用，但是国家退补政策的实施，许多电池公司均把“降成本”作为近几年的主题，三元材料的以后发展方向变得举步维艰。目前正比例的三元材料，比如NMC532、NMC622等生产成本就相对较高，价格上没有优势，导致很多电池公司急迫寻找一款成本低、性能好的三元材料。再者，3C数码高电压领域也由之前的采用纯钴酸锂材料慢慢向三元材料靠拢，5系高电压材料是他们的首选，市场对高电压三元5系材料的需求越来越大，所以开发一款针对高电压使用的5系材料低成本材料迫在眉睫。

发明内容

基于上述技术背景，本发明人进行了锐意进取，结果发现：采用含镍、钴、锰的前驱体、锂源和少量掺杂含D元素的添加剂通过一次固相烧结工艺，制得耐高压低钴三元正极材料，该正极材料形貌规则度较高，颗粒粒度大小均一，由该正极材料制得的锂离子电池在高压下仍具有较低的内阻和优异的高温循环性能，且该正极材料的制备工艺简单、原料来源广泛、成本低廉，工艺放大可行性高，从而完成本发明。

本发明的第一方面在于提供一种耐高压低钴三元正极材料，该正极材料由含镍、钴、锰的前驱体、锂源和含D元素的添加剂制得；

其中，所述锂源选自含锂的碳酸盐、有机盐、氧化物和氢氧化物中的一种或几种；

所述含D元素的添加剂选自含D的氧化物、碳酸盐、有机盐、或氢氧化物中的一种或几种；D元素选自金属元素中的一种或几种。

本发明的第二方面在于提供本发明第一方面所述的耐高压低钴三元正极材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤1、对含镍、钴、锰的前驱体预处理；

步骤2、将预处理的前驱体、锂源和含D元素的添加剂混合；

步骤3、将步骤2中的混合物进行烧结；

步骤4、后处理。

本发明的第三方面在于提供一种根据本发明第二方面所述的制备方法制得的耐高压低钴三元正极材料。

本发明提供的耐高压低钴三元正极材料的制备方法及由此制备的正极材料具有以下优势：

(1)本发明提供的耐高压低钴三元正极材料的制备方法简单，易于在产线上批量生产使用；

(2)本发明所用的前驱体钴含量较低，有效的降低了材料的成本；

(3)由本发明制备的正极材料制得的扣式电池在高电压下内阻较低，且内阻随循环次数的变化较小；

(4)由本发明制备的正极材料制得的扣式电池在高温高压下具有优异的循环性能。

附图说明

图1示出加入Nd基添加剂的扫描电镜图片；

图2示出未添加Nd基添加剂的扫描电镜图片；

图3示出加入Nd基添加剂对循环过程中平台压降的影响(测试条件为：纽扣式电池3.0-4.6V，25℃1C循环)；

图4示出加入Nd基添加剂对循环过程中内阻的变化的影响(测试条件为：纽扣式电池3.0-4.6V，25℃1C循环)；