CN107819114A - 一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料 - Google Patents

一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料 Download PDF

Info

Publication number
CN107819114A
CN107819114A CN201710891914.5A CN201710891914A CN107819114A CN 107819114 A CN107819114 A CN 107819114A CN 201710891914 A CN201710891914 A CN 201710891914A CN 107819114 A CN107819114 A CN 107819114A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel cobalt
cobalt manganese
lithium
tantalum
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710891914.5A
Other languages
English (en)
Inventor
许开华
王家良
张云河
乐绪清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Original Assignee
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jingmen GEM New Material Co Ltd filed Critical Jingmen GEM New Material Co Ltd
Priority to CN201710891914.5A priority Critical patent/CN107819114A/zh
Publication of CN107819114A publication Critical patent/CN107819114A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/626—Metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明公开了一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料及其制备方法，钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的化学表达式为LiaNixCoyMnzTabO2，其中1≤a≤1.2；0.3≤x≤0.98；0.01≤y≤0.6；0.001≤z≤0.6；b＝4/5‑a/5‑3x/5‑3y/5‑3z/5，0.00001≤b≤0.2。本发明通过将单晶镍钴锰复合前驱体和钽的化合物进行超高速预混合，再将单晶镍钴锰前驱体和钽化合物的混合料与普通多晶镍钴锰前驱体高速混合，提高混合效果，因为单晶复合前驱体机械强度高，可以采用超高速混合，而不至于破碎，同时单晶复合前驱体可以起到碰撞介质的作用，将钽的化合物充分打散，使掺杂元素和主元素充分混合。

Description

一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料
技术领域
本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术
镍钴锰锂(LNCA)离子电池正极材料由于具有很高的能量密度以及相对较低的价格被广泛应用于IT产品以及新能源汽车领域，但单纯的镍钴锰酸锂属于半导体材料，电子电导率非常低；而锂离子的传导受到传输通道的阻力也非常大，造成其电导率只有10-9-10-7S/cm；而正极材料的电导率直接影响IT产品电池的充电时间以及动力电池的大倍率放电性能，随着对锂离子电池快速充放电越来越高的要求，提高正极材料的电导率是非常必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料，解决了现有正极材料电导率低、放电比容量低的问题；本发明的目的还在于提供该正极材料的制备方法，该方法解决了现有技术中掺杂元素分布不均匀，导致放电比容量与电导率失衡的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料，其化学表达式为：LiaNixCoyMnzTabO2，其中1≤a≤1.2；0.3≤x≤0.98；0.01≤y≤0.6；0.001≤z≤0.6；b＝4/5-a/5-3x/5-3y/5-3z/5，0.00001≤b≤0.2。
本发明的另一个技术方案是这样实现的：一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，该方法通过如下步骤实现：
步骤1，分别称取多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体、纳米级五氧化二钽以及锂源；
步骤2，将步骤1中所述的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级钽的化合物加入超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将所述步骤2获得的第一混合物与步骤1中所述的多晶镍钴锰复合前驱体以及锂源加入高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将所述步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中进行焙烧，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料。
优选地，所述步骤1中，所述多晶镍钴锰复合前驱体和所述单晶镍钴锰复合前驱体的质量比为(2-20)：1。
优选地，所述步骤1中，所述多晶镍钴锰复合前驱体和单晶镍钴锰复合前驱体中镍、钴、锰的摩尔之比为(0.3-0.98)：(0.01-0.6)：(0.001-0.1)。
优选地，所述步骤1中，所述纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰总摩尔量的0.0001-2％。
优选地，所述步骤1中，所述锂源的称取量按摩尔比锂：Me＝(1.2-0.9):1计算，其中，Me为镍、钴、锰的摩尔量之和。
优选地，所述步骤1中，所述多晶镍钴锰复合前驱体和所述单晶镍钴锰复合前驱体均为镍、钴、锰的复合氢氧化物、复合氧化物、复合羟基氧化物中的一种或多种。
优选地，所述步骤1中，所述锂源为硝酸锂、乙酸锂、碳酸锂和氢氧化锂中的一种或多种。
优选地，所述步骤2中，所述超高速混料器的转速为5500-20000r/min。
优选地，所述步骤3中，所述高速混料器的转速为500-10000r/min。
优选地，所述步骤4中，所述焙烧温度为600-1200℃，焙烧时间为6-36h。
本发明正极材料通过掺入纳米级钽的化合物，有效的提供了其电导率和放电比容量；本发明方法先通过将单晶镍钴锰复合前驱体和钽的化合物进行超高速预混合，再将单晶镍钴锰前驱体和钽化合物的混合料与普通多晶镍钴锰前驱体高速混合，提高了钽元素的均匀分布效果，因为单晶复合前驱体机械强度高，可以采用超高速混合，而不至于破碎，同时单晶复合前驱体可以起到碰撞介质的作用，将钽的化合物充分打散，使掺杂元素和主元素充分混合。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料，其化学表达式为：LiaNixCoyMnzTabO2，其中1≤a≤1.2；0.3≤x≤0.98；0.01≤y≤0.6；0.001≤z≤0.6；b＝4/5-a/5-3x/5-3y/5-3z/5，0.00001≤b≤0.2。
本发明实施例还提供了该锂离子电池正极材料的制备方法，该方法通过如下步骤实现：
步骤1，按照质量比为(2-20)：1分别称取镍钴锰摩尔比为(0.3-0.98)：(0.01-0.6)：(0.001-0.1)的多晶镍钴锰复合前驱体和单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米五氧化二钽(Ta2O5)和锂源；其中，多晶镍钴锰复合前驱体和所述单晶镍钴锰复合前驱体均为镍、钴、锰的复合氢氧化物、复合氧化物、复合羟基氧化物中的一种或多种；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰总摩尔量的0.0001-2％；锂源的称取量按摩尔比锂：Me＝(1.2-0.9):1计算，Me为镍、钴、锰的摩尔量之和；锂源为硝酸锂、乙酸锂、碳酸锂和氢氧化锂中的一种或多种；
步骤2，将步骤1中所述的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级钽的化合物加入转速为5500-20000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将所述步骤2获得的第一混合物与步骤1中所述的多晶镍钴锰复合前驱体以及锂源加入转速为500-10000r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将所述步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在600-1200℃下焙烧6-36h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料。
本发明正极材料通过掺入纳米级钽的化合物，有效的提供了其电导率和放电比容量；本发明方法先通过将单晶镍钴锰复合前驱体和钽的化合物进行超高速预混合，再将单晶镍钴锰前驱体和钽化合物的混合料与普通多晶镍钴锰前驱体高速混合，提高了钽元素的均匀分布效果，因为单晶复合前驱体机械强度高，可以采用超高速混合，而不至于破碎，同时单晶复合前驱体可以起到碰撞介质的作用，将钽的化合物充分打散，使掺杂元素和主元素充分混合。
实施例1
制备LiNi0.98Co0.01Mn1/150Ta0.002O2正极材料；
步骤1，按照质量比为10：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.98:0.01:0.006的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和硝酸锂(LiNO3)；其中，硝酸锂(LiNO3)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.997；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.002％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为10000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及硝酸锂(LiNO3)加入转速为3000r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在900℃下焙烧20h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.98Co0.01Mn1/150Ta0.002O2
)，记为正极材料-1。
实施例2
制备LiNi0.98Co0.01Mn1/150Ta0.002O2正极材料；
步骤1，按照质量比为2：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.98:0.01:0.006的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和碳酸锂(Li2CO3)；其中，碳酸锂(Li2CO3)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.92；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.002％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为20000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及碳酸锂(Li2CO3)加入转速为500r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在600℃下焙烧36h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.98Co0.01Mn1/150Ta0.002O2)，记为正极材料-2。
实施例3
制备LiNi0.98Co0.01Mn1/150Ta0.002O2正极材料；
步骤1，按照质量比为20：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.98:0.01:0.006的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和氢氧化锂(LiOH)；其中，氢氧化锂(LiOH)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.997；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.002％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为15000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及氢氧化锂(LiOH)加入转速为5000r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在1200℃下焙烧6h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.98Co0.01Mn1/150Ta0.002O2)，记为正极材料-3。
实施例4
制备LiNi0.9Co1/75Mn1/300Ta0.05O2正极材料；
步骤1，按照质量比为10：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.9:0.013:0.003的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和硝酸锂(LiNO3)；其中，硝酸锂(LiNO3)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.997；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.05％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为10000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及硝酸锂(LiNO3)加入转速为3000r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在900℃下焙烧20h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.9Co1/75Mn1/300Ta0.05O2)，记为正极材料-4。
实施例5
制备LiNi0.9Co1/75Mn1/300Ta0.05O2正极材料；
步骤1，按照质量比为2：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.9:0.013:0.003的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和碳酸锂(Li2CO3)；其中，碳酸锂(Li2CO3)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.997；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.05％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为20000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及碳酸锂(Li2CO3)加入转速为500r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在600℃下焙烧36h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.9Co1/75Mn1/300Ta0.05O2)，记为正极材料-5。
实施例6
制备LiNi0.9Co1/75Mn1/300Ta0.05O2正极材料；
步骤1，按照质量比为20：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.9:0.013:0.003的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和氢氧化锂(LiOH)；其中，氢氧化锂(LiOH)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.997；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.05％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为10000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及氢氧化锂(LiOH)加入转速为3000r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在1200℃下焙烧6h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.9Co1/75Mn1/300Ta0.05O2)，记为正极材料-6。
实施例7
制备LiNi0.96Co1/75Mn0.01Ta0.01O2正极材料；
步骤1，按照质量比为10：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.96:0.013:0.01的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和硝酸锂(LiNO3)；其中，硝酸锂(LiNO3)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.98；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.01％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为10000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及硝酸锂(LiNO3)加入转速为3000r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在900℃下焙烧20h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.96Co1/75Mn0.01Ta0.01O2)，记为正极材料-7。
实施例8
制备LiNi0.96Co1/75Mn0.01Ta0.01O2正极材料；
步骤1，按照质量比为2：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.96:0.013:0.01的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和碳酸锂(Li2CO3)；其中，碳酸锂(Li2CO3)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.98；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.01％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为20000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及碳酸锂(Li2CO3)加入转速为500r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在600℃下焙烧36h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.96Co1/75Mn0.01Ta0.01O2)，记为正极材料-8。
实施例9
制备LiNi0.96Co1/75Mn0.01Ta0.01O2正极材料；
步骤1，按照质量比为20：1分别称取镍、钴、锰摩尔比为0.96:0.013:0.01的多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体以及一定量的纳米级五氧化二钽(Ta2O5)和氢氧化锂(LiOH)；其中，氢氧化锂(LiOH)与镍、钴、锰摩尔量之和的比例为1:0.98；纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰摩尔量之和的0.01％；
步骤2，将步骤1中的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级Ta2O5加入转速为10000r/min的超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将步骤2获得的第一混合物与步骤1中的多晶镍钴锰复合前驱体以及氢氧化锂(LiOH)加入转速为3000r/min的高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中，在1200℃下焙烧6h，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料(LiNi0.96Co1/75Mn0.01Ta0.01O2)，记为正极材料-9。
装配扣式电池及检测：
将实施例1-9获得的钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料作为正极，金属锂片为负极，分别装配成9个扣式电池进行充放电对比测试，检测结果如下表：
表1为实施例1-9获得的电池正极材料以及常规电池正极材料的放电比容量检测数据
3C倍率下放电比容量(mAh/g)
正极材料-1 183
正极材料-2 184
正极材料-3 186
正极材料-4 185
正极材料-5 183
正极材料-6 182
正极材料-7 186
正极材料-8 183
正极材料-9 184
常规材料 177
从表1中可以得出：采用本发明实施例1-9获得的钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料制得的电池的放电比容量均要优于常规电池正极材料获得的电池的放电比容量。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料，其特征在于，其化学表达式为：LiaNixCoyMnzTabO2，其中1≤a≤1.2；0.3≤x≤0.98；0.01≤y≤0.6；0.001≤z≤0.6；b＝4/5-a/5-3x/5-3y/5-3z/5，0.00001≤b≤0.2。
2.一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，该方法通过如下步骤实现：
步骤1，分别称取多晶镍钴锰复合前驱体、单晶镍钴锰复合前驱体、纳米级五氧化二钽以及锂源；
步骤2，将步骤1中所述的单晶镍钴锰复合前驱体和纳米级钽的化合物加入超高速混料器中进行混合，获得第一混合物；
步骤3，将所述步骤2获得的第一混合物与步骤1中所述的多晶镍钴锰复合前驱体以及锂源加入高速混料器中进行混合，获得钽掺杂的镍钴锰前驱体；
步骤4，将所述步骤3获得的钽掺杂的镍钴锰前驱体装入瓷舟中进行焙烧，获得钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料。
3.根据权利要求2所述的一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述多晶镍钴锰复合前驱体和所述单晶镍钴锰复合前驱体的质量比为(2-20)：1。
4.根据权利要求3所述的一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述多晶镍钴锰复合前驱体和单晶镍钴锰复合前驱体中镍、钴、锰的摩尔之比为(0.3-0.98)：(0.01-0.6)：(0.001-0.1)。
5.根据权利要求4所述的一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述纳米级五氧化二钽的称取量为镍、钴、锰总摩尔量的0.0001-2％。
6.根据权利要求5所述的一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述锂源的称取量按摩尔比锂：Me＝(1.2-0.9):1计算，其中，Me为镍、钴、锰的摩尔量之和。
7.根据权利要求6所述的一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述多晶镍钴锰复合前驱体和所述单晶镍钴锰复合前驱体均为镍、钴、锰的复合氢氧化物、复合氧化物、复合羟基氧化物中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述超高速混料器的转速为5500-20000r/min。
9.根据权利要求8所述的一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述高速混料器的转速为500-10000r/min。
10.根据权利要求2-9任意一项所述的一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，所述焙烧温度为600-1200℃，焙烧时间为6-36h。
CN201710891914.5A 2017-09-27 2017-09-27 一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料 Withdrawn CN107819114A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710891914.5A CN107819114A (zh) 2017-09-27 2017-09-27 一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710891914.5A CN107819114A (zh) 2017-09-27 2017-09-27 一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107819114A true CN107819114A (zh) 2018-03-20

Family

ID=61607175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710891914.5A Withdrawn CN107819114A (zh) 2017-09-27 2017-09-27 一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107819114A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216687A (zh) * 2018-10-16 2019-01-15 桑顿新能源科技有限公司 一种单晶三元复合材料的制备方法与一种锂离子电池
US20200006767A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Positive electrode plate and lithium ion battery
CN112151794A (zh) * 2020-10-22 2020-12-29 珠海冠宇电池股份有限公司 一种可大倍率放电的正极片及包括该正极片的锂离子电池
CN112794373A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 格林美股份有限公司 一种钽硼共掺杂三元正极材料及其制备方法
CN110993903B (zh) * 2019-11-13 2021-10-12 北京理工大学 一种钽改性高镍正极材料及其制备方法与应用
CN114566641A (zh) * 2022-02-28 2022-05-31 蜂巢能源科技股份有限公司 一种正极材料及其制备方法和应用
CN115036475A (zh) * 2022-05-31 2022-09-09 四川大学 一种具有径向织构形貌高镍层状正极材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101621125B (zh) * 2009-02-13 2011-03-30 成都晶元新材料技术有限公司 一种镍钴锰多元掺杂锂离子电池正极材料及其制备方法
CN102751485A (zh) * 2012-07-17 2012-10-24 中国电子科技集团公司第十八研究所 锂离子电池用复合正极材料的制备方法
CN103840151A (zh) * 2013-12-13 2014-06-04 山东海特电子新材料有限公司 一种特殊单晶结构的三元正极材料及其制备方法
CN104300145A (zh) * 2014-10-10 2015-01-21 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司 一种高振实改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN105375010A (zh) * 2015-11-26 2016-03-02 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种高压实密度锂离子正极材料的制备方法
CN106602055A (zh) * 2016-11-23 2017-04-26 广东邦普循环科技有限公司 一种小颗粒单晶镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101621125B (zh) * 2009-02-13 2011-03-30 成都晶元新材料技术有限公司 一种镍钴锰多元掺杂锂离子电池正极材料及其制备方法
CN102751485A (zh) * 2012-07-17 2012-10-24 中国电子科技集团公司第十八研究所 锂离子电池用复合正极材料的制备方法
CN103840151A (zh) * 2013-12-13 2014-06-04 山东海特电子新材料有限公司 一种特殊单晶结构的三元正极材料及其制备方法
CN104300145A (zh) * 2014-10-10 2015-01-21 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司 一种高振实改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN105375010A (zh) * 2015-11-26 2016-03-02 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种高压实密度锂离子正极材料的制备方法
CN106602055A (zh) * 2016-11-23 2017-04-26 广东邦普循环科技有限公司 一种小颗粒单晶镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200006767A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Positive electrode plate and lithium ion battery
CN109216687A (zh) * 2018-10-16 2019-01-15 桑顿新能源科技有限公司 一种单晶三元复合材料的制备方法与一种锂离子电池
CN110993903B (zh) * 2019-11-13 2021-10-12 北京理工大学 一种钽改性高镍正极材料及其制备方法与应用
CN112151794A (zh) * 2020-10-22 2020-12-29 珠海冠宇电池股份有限公司 一种可大倍率放电的正极片及包括该正极片的锂离子电池
CN112794373A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 格林美股份有限公司 一种钽硼共掺杂三元正极材料及其制备方法
CN114566641A (zh) * 2022-02-28 2022-05-31 蜂巢能源科技股份有限公司 一种正极材料及其制备方法和应用
CN114566641B (zh) * 2022-02-28 2024-02-23 蜂巢能源科技股份有限公司 一种正极材料及其制备方法和应用
CN115036475A (zh) * 2022-05-31 2022-09-09 四川大学 一种具有径向织构形貌高镍层状正极材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107819114A (zh) 一种钽掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料
CN107742717A (zh) 一种铌掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料
CN105990577B (zh) 一种锂离子电池正极材料LiNi0.6-xCo0.2Mn0.2AlxO2-yFy及其制备方法
CN108807926A (zh) 一种Co/B共包覆镍钴锰锂离子正极材料及其制备方法
CN108550802B (zh) 一种Y/La掺杂Co/B共包覆的镍钴锰三元正极材料及制备方法
CN113224277B (zh) 一种高安全长循环寿命锂离子电池用正极极片
CN107732179A (zh) 一种钽掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料
CN110233250A (zh) 一种单晶颗粒三元正极材料的制备方法
CN103187568A (zh) 一种锂离子电池正极材料及其合成方法
CN102723481A (zh) 一种掺杂微量钨元素的高压锂电池正极材料及其制备方法
CN107785568A (zh) 一种铌掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料
CN112397766A (zh) 一种高电压锂离子电池及其制备方法
Zhang et al. Optimizing Li2O-2B2O3 coating layer on LiNi0. 8Co0. 1Mn0. 1O2 (NCM811) cathode material for high-performance lithium-ion batteries
CN100490221C (zh) 一种复合掺杂改性锂离子电池正极材料及其制备方法
CN101651198B (zh) 一种掺杂型磷酸亚铁锂材料及其制备方法和应用
CN107799739A (zh) 一种钒掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料
CN110350171A (zh) 一种铷元素掺杂的高镍型三元正极材料的制备方法
CN107732182A (zh) 一种钒掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料
CN106654255A (zh) 一种铝掺杂改性的高容量锂离子电池正极材料
CN104538622A (zh) 一种表面掺杂的富锂正极材料及其制备方法
CN107742719A (zh) 镧掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料及其制备方法
CN107785567A (zh) 铈掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料及其制备方法
CN101908620A (zh) 一种制备锂离子电池材料LiNi0.5Mn1.5-xTixO4的方法
CN107732181A (zh) 钐掺杂的镍钴锰锂离子电池正极材料及其制备方法
CN108346798A (zh) 掺杂型镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180320