CN110034297A - 一种高镍锂离子正极材料及其制备方法 - Google Patents

一种高镍锂离子正极材料及其制备方法 Download PDF

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张友为
孙佩佩
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Abstract

本发明公开一种高镍锂离子正极材料，分子式为LiNixCoyMn1‑x‑y‑z MzO2，M为掺杂元素，所述的锂离子正极材料是由一次颗粒聚集而成的球状形的二次颗粒，其结构可以是均相结构、核壳结构、浓度梯度结构。其制备方法为：高镍正极材料前驱体制备，锂离子二次电池正极材料的制备。该高镍正极材料的前驱体采用共沉淀方法合成，能够促进元素均匀混合，增加陈化过程能够使反应更充分，有利于形貌的控制；采用多元素共掺杂可以提高材料晶体结构的稳定性，降低Mn元素含量，引入其他掺杂元素，可以降低高镍正极材料的锂镍混排程度，保证层状材料的有序性，稳定了材料的结构提高放电比容量，从而提高电池的能量密度。

Description

一种高镍锂离子正极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池正极材料，特别涉及一种高镍锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术
目前动力电池仍以磷酸铁锂电池为主，但其比能量有限，未来将难以满足乘用车在续航里程方面的需求，因此，追求高比能量是锂离子动力电池的重要研发方向。由于正负极容量的差异，正极材料往往是影响电池能量密度的瓶颈所在。 LiNixCO1-XO2正极材料具备了钴酸锂和镍酸锂的优点，放电比容量高，循环性能好、成本低和环境污染小等优点，但是由于高镍材料存在着容易出现阳离子混排现象，从而会出现热稳定性差及首次充放电效率低等缺陷，目前为了解决此问题，往往对其进行掺杂包覆改性等，虽然一定程度上改善了混排现象，提高了结构的稳定性，但是由于掺杂或包覆物为非活性物质，在一定程度上降低了电池的比容量，为了解决这一问题，PCT专利WO2016155314A1公开了一种高能量密度的镍钴基锂离子正极材料及其制备方法，是在LiNixCO1-XO2中掺杂对其进行改性稳定材料的结构，再通过包覆活性物质，利用二元共掺杂在一定程度上解决了阳离子混排现象，但是其结构稳定性还有更进一步提高的空间，并且该方法采用传统的固相烧结方法，难以保证材料中掺杂元素分布的均匀性，分布不均也会导致放电比容量恶化，从而影响到电池的循环性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种高镍锂离子正极材料及其制备方法，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高镍锂离子正极材料，分子式为LiNixCoyMn1-x-y-z MzO2，其中，x≥0.6，0＜y≤0.2，0＜z≤0.1；
进一步的，所述高镍锂离子正极材料的结构可以是均相结构、核壳结构、浓度梯度结构；
进一步的，所述的锂离子正极材料是由一次颗粒聚集而成的球状形的二次颗粒。
一种高镍锂离子正极材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步，高镍正极材料前驱体制备：
a.溶液配制：按照按摩尔比Ni:Co:Mn=x:y:1-x-y配制成混合盐溶液A1,使该盐溶液中金属离子浓度为0.5~4 mol/L；配制浓度为4~10 mol/L的碱溶液，配制浓度为10%~25%的络合剂溶液，将碱溶液与络合剂溶液按体积比v：1-v均匀混合（0.6≤v≤0.9）形成混合溶液B；
b.反应釜底液的配制及反应釜条件的控制：反应容器中注入一定容量去离子水,并用碱溶液调节底液的pH值为8~11，并保持反应容器内的温度为40~70 ℃,同时通入惰性气体，并贯穿整个反应过程；
c.前驱体反应：向反应容器内加入盐溶液A1，进料速度控制在0.1~20L/h，同时缓慢加入碱液与络合剂的混合溶液，控制反应容器内的pH值为9~13，反应容器内温度为40~70 ℃，搅拌速率为300~800 rpm。
d.陈化过程：在盐溶液A1进料结束后，停止碱液与络合剂的混合溶液的加入，继续保持加热，搅拌，通气，搅拌速率适当下调，使反应容器内的反应进行得更加充分，陈化时间持续10~24h，得到溶液C;
e.固液分离：将步骤d）中反应容器内溶液C用容器接出，静止一段时间待固液分离后，将上层溶液去除，用去离子水多次洗涤固液分离所得的二元正极材料前驱体沉淀，直至溶液C的pH值呈中性，去除去离子水后，将溶液干燥后即可得到所需的前驱体A2，化学式为NixCoyMn1-x-y-zMz(OH)2；
第二步：锂离子二次电池正极材料的制备
f.配锂分段烧结：将步骤一得到的前驱体A1破碎、过筛、除铁后，将锂源物质、前驱体A1按照（1.02~1.15）:1的比例进行混合，控制烧结温度为400~900 ℃，保温段数为2~4段，保温时间为1~10h，烧结总时间为6~30 h，烧结过程通入氧气，将烧结后的物料破碎、过筛、除铁，得到材料B。
进一步的，M为掺杂元素，包括Al、Mg、Ti、Nb、Ta、Y 、Zr、V、Cr、Zn、W、Mo、Ru、Ir、Ca、Sr、Ba的氧化物、卤化物、氢氧化物、金属有机物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐或与其他金属元素的复合氧化物或金属氟化物的一种或者多种的混合物。
进一步的，所述步骤a中的盐溶液为镍盐、钴盐、锰盐溶液为硫酸盐、硝酸盐和氯化盐中的一种或一种以上混合溶液；
进一步的，所述步骤a中，当正极材料具有核壳类结构时，盐溶液分别配制成高镍溶液与高锰溶液，溶液中金属离子浓度为0.5~4 mol/L，高镍溶液与高锰溶液中的金属离子浓度保持一致；
进一步的，所述步骤a中的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或多种混合，所述络合剂为氨水、碳酸氢铵、硫酸铵、碳酸铵、和乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种混合；
进一步的，所述步骤c中，当正极材料结构为均相结构时，向反应容器中加入盐溶液，当正极材料结构为核壳结构时，向反应容器按先后顺序分别加入盐溶液和不同壳层的盐溶液；当正极材料为浓度梯度结构时，向反应容器中先加入高镍材料，与此同时，将高锰材料加入到高镍材料溶液中，使得两种溶液材料同时反应；
进一步的，反应釜所通惰性气体为氮气或氩气；
优选的，前驱体的pH范围为9~12；
优选的，所述前驱体A的D50范围为6~20 μm；
优选的，所述步骤f中的锂源物质为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂中的一种或多种的混合物；
优选的，所述的锂源物质与前驱体的锂化配比在1.02~1.15之间。
有益效果
该高镍正极材料的前驱体采用共沉淀方法合成，能够促进元素均匀混合，增加陈化过程能够使反应更充分，有利于形貌的控制；采用多元素共掺杂可以提高材料晶体结构的稳定性，降低Mn元素含量，引入其他掺杂元素，可以降低高镍正极材料的锂镍混排程度，保证层状材料的有序性，稳定了材料的结构提高放电比容量，从而提高电池的能量密度。
附图说明
图1为本发明一种高镍锂离子正极材料的实施例1的SEM图谱
图2为本发明一种高镍锂离子正极材料的另一种对比实施例的SEM图谱
图3为实施例1和对比实施例所得正极材料首周充放电曲线
图4为实施例1和对比实施例所得正极材料循环性能图。
具体实施方式
为了使本发明的内容、目的更易于被理解，下面结合具体实施方式作进一步详细说明，需要注意的是，在下述实施例中的比例、浓度、速度、时间等均是其中某一种方案，并不用于限制本发明。
实施例1
第一步，高镍正极材料前驱体制备：
a、溶液配制：选取硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、硝酸镁，按金属离子比例为Ni：Co：Mn：Al：Mg=0.6:0.2:0.12:0.04配制成0.5mol/L的金属盐溶液A1，包括核材料盐溶液（Ni：Co=0.8:0.2）和壳材料溶液（Ni：Co：Al：Mg=0.4:0.2:0.24:0.08:0.08）,且核材料与壳材料体积比为5:5；将4mol/L的NaOH溶液与25%浓度的氨水按体积比9:1均匀混合，配制成混合碱溶液B；
b、反应釜底液的配制及反应釜条件的控制：在反应釜中注入去离子水，并用氨水调节底液pH值为8，反应釜内温度控制为40℃，转速为300rpm，同时通入氮气，并贯穿整个过程；
c、前驱体反应：通过计量泵注入金属盐溶液A1，按先后顺序，依次注入核材料盐溶液、壳材料盐溶液，并控制进料速度为0.1L/h，同时缓慢滴加碱液，使得反应釜内pH值控制在9左右；
d、陈化过程：当前驱体材料粒径达到要求时，停止注入盐溶液A1，碱液与络合剂的混合溶液，继续保持加热，搅拌，通气，搅拌速率适当下调，使反应容器内的反应进行得更加充分，陈化10h，得到溶液C;
e、固液分离：将步骤d）中反应容器内溶液C用容器接出，静止一段时间待固液分离后，将上层溶液去除，用去离子水多次洗涤固液分离所得的二元正极材料前驱体沉淀，直至溶液C的pH值呈中性，去除去离子水后，将溶液干燥后即可得到所需的前驱体A2，
第二步：锂离子二次电池正极材料的制备
f、配锂分段烧结：将碳酸锂、前驱体A2按锂化配比Li：M=1.02：1进行分段烧结，在650℃保温6h，800℃保温10h，期间通入氧气，得到核壳结构的LiNi0.6Co0.2Mn0.12Al0.04Mg0.04O2正极材料，然后将其破碎、过筛、除铁，如图2所示为本实施例2的正极材料的SEM图谱。
对比实施例
第一步，高镍正极材料前驱体制备：
a、 溶液配制：选取硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰，按金属离子比例为Ni：Co：Mn： =0.6:0.2:0.2配制成0.5mol/L的金属盐溶液A1；将4mol/L的NaOH溶液与25%浓度的氨水按体积比9:1均匀混合，配制成混合碱溶液B；
b、 反应釜底液的配制及反应釜条件的控制：在反应釜中注入去离子水，并用氨水调节底液pH值为8，反应釜内温度控制为40℃，转速为300rpm，同时通入氮气，并贯穿整个过程；
c、 前驱体反应：通过计量泵注入金属盐溶液A1，并控制进料速度为0.1L/h，同时缓慢滴加碱液，使得反应釜内pH值控制在9左右；当前驱体材料粒径达到要求时，停止盐溶液、碱液的滴入，保持通气，陈化10h，随后固液分离。
d、 陈化过程：当前驱体材料粒径达到要求时，停止注入盐溶液A1，碱液与络合剂的混合溶液，继续保持加热，搅拌，通气，搅拌速率适当下调，使反应容器内的反应进行得更加充分，陈化10h，得到溶液C;
e、 固液分离：将步骤d）中反应容器内溶液C用容器接出，静止一段时间待固液分离后，将上层溶液去除，用去离子水多次洗涤固液分离所得的二元正极材料前驱体沉淀，直至溶液C的pH值呈中性，去除去离子水后，将溶液干燥后即可得到所需的前驱体A2；
第二步：锂离子二次电池正极材料的制备
f、配锂分段烧结：将碳酸锂、前驱体A2按锂化配比Li：M=1.02：1进行分段烧结，在650℃保温6h，800℃保温10h，期间通入氧气，得到均相结构的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料，随后将其破碎、过筛、除铁，如图1所示为本实施例1的正极材料的SEM图谱。
如图3可知，对比实施和实施例1所得的正极材料在首周充电过冲时，效率基本保持一致，但是在放电过程中，包含实施例1中的正极材料的电池要高于包含对比实施例的电池；同样的，如图4所示，在循环性能方面，很显然包含实施例1的正极材料的电池循环性能优于包含对比实施例的正极材料的电池。
实例2
第一步，高镍正极材料前驱体制备：
a、溶液配制：选取硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、草酸镁，按金属离子比例为Ni：Co：Mn： Mg =0.9:0.05:0.03:0.02配制成3mol/L的金属盐溶液A1，其中,配制3mol/L高镍金属核材料盐溶液Ni：Co=0.95:0.05，3mol/L第一种壳材料Ni:Co:Mn:Mg=0.8:0.1:0.06:0.04，和第二种壳材料Ni:Co:Mn:Mg=1/3: 1/3: 1/5:2/15。其中，核材料与两种壳材料的溶液体积比为4/5:2/15:1/15，将8mol/L的NaOH溶液与15%浓度的乙二胺四二酸二钠溶液按体积比9:1均匀混合，配制成混合碱溶液B；
b、反应釜底液的配制及反应釜条件的控制：在反应釜中注入去离子水，并用氨水调节底液pH值为10，反应釜内温度控制为40℃，转速为700rpm，同时通入氮气，并贯穿整个过程；
c、前驱体反应：通过计量泵注入金属盐溶液A1，按先后顺序，依次注入核材料盐溶液、第一种壳材料盐溶液、第二种壳材料盐溶液，并控制进料速度为0.3L/h，同时缓慢滴加碱液，使得反应釜内pH值控制在11左右；
d、陈化过程：当前驱体材料粒径达到要求时，停止注入盐溶液A1、碱液与络合剂的混合溶液，继续保持加热，搅拌，通气，搅拌速率适当下调，使反应容器内的反应进行得更加充分，陈化20h，得到溶液C;
e、固液分离：将步骤d）中反应容器内溶液C用容器接出，静止一段时间待固液分离后，将上层溶液去除，用去离子水多次洗涤固液分离所得的二元正极材料前驱体沉淀，直至溶液C的pH值呈中性，去除去离子水后，将溶液干燥后即可得到所需的前驱体A2，
第二步：锂离子二次电池正极材料的制备
f、配锂分段烧结：将碳酸锂、前驱体A2按锂化配比Li：M=1.08：1进行分段烧结，在750℃保温10h，850℃保温14h，期间通入氧气，得到多级核壳结构的LiNi0.9Co0.052Mn0.03Mg0.02O2正极材料，随后将其破碎、过筛、除铁。
实例3
第一步，高镍正极材料前驱体制备：
a、溶液配制：选取硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、偏铝酸钠，按金属离子比例为Ni：Co：Mn： Al=0.855:0.1:0.03:0.02配制成4mol/L的金属盐溶液A1，其中配制4mol/L的高镍金属盐溶液(Ni：Co=0.9:0.1)和4mol/L的高锰金属盐溶液（Ni：Co：Mn： Al=1/3：1/9：1/3：2/9），其中高镍溶液与高锰溶液的体积比为9:1，将10mol/L的NaOH溶液与10%浓度的氨水溶液按体积比6:4均匀混合，配制成混合碱溶液B；
b、反应釜底液的配制及反应釜条件的控制：在反应釜中注入去离子水，并用氨水调节底液pH值为11，反应釜内温度控制为40℃，转速为800rpm，同时通入氮气，并贯穿整个过程；
c、前驱体反应：通过计量泵注入高镍金属盐溶液，并控制其进料速度为1L/h，同时将高锰盐溶液注入到上述高镍盐溶液中，使得高镍盐溶液与高锰盐溶液同时注入完成，期间缓慢注入碱液，使得反应釜内pH值控制在12左右；
d、陈化过程：当前驱体材料粒径达到要求时，停止注入盐溶液、碱液与络合剂的混合溶液，继续保持加热，搅拌，通气，搅拌速率适当下调，使反应容器内的反应进行得更加充分，陈化24h，得到溶液C;
e、固液分离：将步骤d）中反应容器内溶液C用容器接出，静止一段时间待固液分离后，将上层溶液去除，用去离子水多次洗涤固液分离所得的二元正极材料前驱体沉淀，直至溶液C的pH值呈中性，去除去离子水后，将溶液干燥后即可得到所需的前驱体A2，
第二步：锂离子二次电池正极材料的制备
f、配锂分段烧结：将碳酸锂、前驱体A2按锂化配比Li：M=1.15：1进行分段烧结，在760℃保温8h，80℃保5温16h，期间通入氧气，得到浓度梯度结构的LiNi0.85Co0.12Mn0.03Al0.02O2正极材料，随后将其破碎、过筛、除铁。
上述实施例仅仅是用于解释本发明，并不用于限制本发明，在本发明的发明精神范围内还可以做等效替换或者变形，如实施例2和实施例3，通过添加不同种类不同分量的锂盐，制备出多级核壳结构和浓度梯度结构的正极材料，同样在本发明权利要求保护范围内。

Claims (10)

1.一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，分子式为LiNixCoyMn1-x-y-z MzO2，其中，x≥0.6，0＜y≤0.2，0＜z≤0.1，M为掺杂元素，所述的锂离子正极材料是由一次颗粒聚集而成的球状形的二次颗粒。
2.如权利要求1所述的一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，所述高镍锂离子正极材料的结构可以是均相结构、核壳结构、浓度梯度结构。
3.如权利要求1所述的一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，M为掺杂元素，包括Al、Mg、Ti、Nb、Ta、Y 、Zr、V、Cr、Zn、W、Mo、Ru、Ir、Ca、Sr、Ba的氧化物、卤化物、氢氧化物、金属有机物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐或与其他金属元素的复合氧化物或金属氟化物的一种或者多种的混合物。
4.一种高镍锂离子正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，高镍正极材料前驱体制备：
溶液配制：按照按摩尔比Ni:Co:Mn=x:y:1-x-y配制成混合盐溶液A1,使该盐溶液中金属离子浓度为0.5~4 mol/L；配制浓度为4~10 mol/L的碱溶液，配制浓度为10%~25%的络合剂溶液，将碱溶液与络合剂溶液按体积比v：1-v均匀混合（0.6≤v≤0.9）形成混合溶液B；
反应釜底液的配制及反应釜条件的控制：反应容器中注入一定容量去离子水,并用碱溶液调节底液的pH值为8~11，并保持反应容器内的温度为40~70 ℃,同时通入惰性气体，并贯穿整个反应过程；
前驱体反应：向反应容器内加入盐溶液A1，进料速度控制在0.1~20L/h，同时缓慢加入碱液与络合剂的混合溶液，控制反应容器内的pH值为9~12，反应容器内温度为40~70 ℃，搅拌速率为300~800 rpm，
陈化过程：在盐溶液A1进料结束后，停止碱液与络合剂的混合溶液的加入，继续保持加热，搅拌，通气，搅拌速率适当下调，使反应容器内的反应进行得更加充分，陈化时间持续10~24h，得到溶液C;
固液分离：将步骤d）中反应容器内溶液C用容器接出，静止一段时间待固液分离后，将上层溶液去除，用去离子水多次洗涤固液分离所得的二元正极材料前驱体沉淀，直至溶液C的pH值呈中性，去除去离子水后，将溶液干燥后即可得到所需的前驱体A2，化学式为NixCoyMn1-x-y-zMz(OH)2；
第二步：锂离子二次电池正极材料的制备
配锂分段烧结：将步骤一得到的前驱体A1破碎、过筛、除铁后，将锂源物质、前驱体A1按照（1.02~1.15）:1的比例进行混合，控制烧结温度为400~900 ℃，保温段数为2~4段，保温时间为1~10h，烧结总时间为6~30 h，烧结过程通入氧气，将烧结后的物料破碎、过筛、除铁，得到材料B。
5.如权利要求5所述的一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，所述步骤a中的盐溶液为镍盐、钴盐、锰盐溶液为硫酸盐、硝酸盐和氯化盐中的一种或一种以上混合溶液。
6.如权利要求5所述的一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，所述步骤a中的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或多种混合，所述络合剂为氨水、碳酸氢铵、硫酸铵、碳酸铵、和乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种混合。
7.如权利要求5所述的一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，所述步骤c中，当正极材料结构为均相结构时，向反应容器中加入盐溶液，当正极材料结构为核壳结构时，向反应容器按先后顺序分别加入盐溶液和不同壳层的盐溶液；当正极材料为浓度梯度结构时，向反应容器中先加入高镍材料，与此同时，将高锰材料加入到高镍材料溶液中，使得两种溶液材料同时反应。
8.如权利要求5所述的一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，合成前驱体A的pH范围为9~12；,所述前驱体A的D50范围为6~20 μm。
9.如权利要求5所述的一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，所述步骤f中的锂源物质为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂中的一种或多种的混合物。
10.如权利要求5所述的一种高镍锂离子正极材料，其特征在于，所述的锂源物质与前驱体A的锂化配比在1.02~1.15之间。
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110943212A (zh) * 2019-11-30 2020-03-31 华友新能源科技（衢州）有限公司 一种掺钒的镍锰复合氢氧化物及其制造方法
CN111009654A (zh) * 2019-11-13 2020-04-14 浙江工业大学 Mo掺杂的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料及其制备方法
CN111547780A (zh) * 2020-05-15 2020-08-18 浙江帕瓦新能源股份有限公司 一种金属钒酸盐化合物共掺杂的高镍三元前驱体及其制备方法
CN112174224A (zh) * 2020-08-27 2021-01-05 浙江美都海创锂电科技有限公司 一种原位掺杂高镍正极材料的制备方法
CN112194193A (zh) * 2020-08-27 2021-01-08 浙江美都海创锂电科技有限公司 一种高镍四元锂离子电池正极前驱体材料的制备方法
WO2021042990A1 (zh) * 2019-09-02 2021-03-11 宁德时代新能源科技股份有限公司 正极活性材料、其制备方法、正极极片、锂离子二次电池及其相关的电池模块、电池包和装置
CN112794370A (zh) * 2020-12-18 2021-05-14 北京当升材料科技股份有限公司 掺杂型正极材料前驱体及其制备方法与应用、掺杂型正极材料及其制备方法与应用
CN113161537A (zh) * 2021-03-31 2021-07-23 华南师范大学 高镍材料及其制备方法与应用
CN113571693A (zh) * 2021-07-30 2021-10-29 浙江帕瓦新能源股份有限公司 一种改性的锂离子电池三元正极材料前驱体及其制备方法
CN113809321A (zh) * 2021-09-15 2021-12-17 深圳石墨烯创新中心有限公司 一种铝、锆掺杂镍酸锂正极材料的前驱体的制备方法及其应用
CN114455647A (zh) * 2022-01-24 2022-05-10 浙江格派钴业新材料有限公司 一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍ncma正极材料的制备方法
CN114792794A (zh) * 2022-05-28 2022-07-26 天津巴莫科技有限责任公司 核壳结构的层状高镍正极材料及其制备方法
CN115043440A (zh) * 2022-06-27 2022-09-13 北京当升材料科技股份有限公司 锂离子电池正极材料前驱体及其制备方法和应用、锂离子电池正极材料及其制备方法和应用
CN115057482A (zh) * 2022-05-18 2022-09-16 中南大学 钠离子电池正极材料、前驱体以及制备方法
CN115215385A (zh) * 2021-11-26 2022-10-21 北京工业大学 一种高镍层状氧化物微区结构调控与制备方法
CN115340133A (zh) * 2022-08-10 2022-11-15 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种钼掺杂富镍三元前驱体及其制备方法
CN116525815A (zh) * 2023-06-30 2023-08-01 宜宾锂宝新材料有限公司 球形镍锰酸锂正极材料、其制备方法和复合正极材料

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN104701534A (zh) * 2015-03-31 2015-06-10 南通瑞翔新材料有限公司 高能量密度的镍钴基锂离子正极材料及其制备方法
CN104733724A (zh) * 2015-03-31 2015-06-24 南通瑞翔新材料有限公司 高镍型锂离子二次电池正极材料及其制备方法
CN104752714A (zh) * 2015-03-31 2015-07-01 南通瑞翔新材料有限公司 一种高容量镍钴基锂离子正极材料及其制备方法
CN105206828A (zh) * 2015-09-08 2015-12-30 虞志远 镍钴基锂离子正极材料及其制备方法
CN106159251A (zh) * 2015-03-31 2016-11-23 河南科隆新能源有限公司 一种类单晶锂电池三元正极材料及其制备方法
CN106505193A (zh) * 2017-01-12 2017-03-15 宁波金和锂电材料有限公司 单晶镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN108023078A (zh) * 2017-11-30 2018-05-11 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种单晶形貌高镍三元正极材料及其制备方法
CN108075133A (zh) * 2017-12-29 2018-05-25 南通瑞翔新材料有限公司 一种包覆改性的锂离子多元正极材料及其制备方法
CN109301240A (zh) * 2018-10-21 2019-02-01 圣戈莱（北京）科技有限公司 阳离子掺杂梯度高镍多元材料前驱体及其制备方法和应用

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN104701534A (zh) * 2015-03-31 2015-06-10 南通瑞翔新材料有限公司 高能量密度的镍钴基锂离子正极材料及其制备方法
CN104733724A (zh) * 2015-03-31 2015-06-24 南通瑞翔新材料有限公司 高镍型锂离子二次电池正极材料及其制备方法
CN104752714A (zh) * 2015-03-31 2015-07-01 南通瑞翔新材料有限公司 一种高容量镍钴基锂离子正极材料及其制备方法
CN106159251A (zh) * 2015-03-31 2016-11-23 河南科隆新能源有限公司 一种类单晶锂电池三元正极材料及其制备方法
CN105206828A (zh) * 2015-09-08 2015-12-30 虞志远 镍钴基锂离子正极材料及其制备方法
CN106505193A (zh) * 2017-01-12 2017-03-15 宁波金和锂电材料有限公司 单晶镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN108023078A (zh) * 2017-11-30 2018-05-11 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种单晶形貌高镍三元正极材料及其制备方法
CN108075133A (zh) * 2017-12-29 2018-05-25 南通瑞翔新材料有限公司 一种包覆改性的锂离子多元正极材料及其制备方法
CN109301240A (zh) * 2018-10-21 2019-02-01 圣戈莱（北京）科技有限公司 阳离子掺杂梯度高镍多元材料前驱体及其制备方法和应用

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11760657B2 (en) 2019-09-02 2023-09-19 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Positive electrode active material, method for preparation thereof, positive electrode plate, lithium-ion secondary battery and related battery module, battery pack and apparatus
WO2021042990A1 (zh) * 2019-09-02 2021-03-11 宁德时代新能源科技股份有限公司 正极活性材料、其制备方法、正极极片、锂离子二次电池及其相关的电池模块、电池包和装置
US11613474B2 (en) 2019-09-02 2023-03-28 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Positive electrode active material, method for preparation thereof, positive electrode plate, lithium-ion secondary battery and related battery module, battery pack and apparatus
CN111009654A (zh) * 2019-11-13 2020-04-14 浙江工业大学 Mo掺杂的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料及其制备方法
CN110943212A (zh) * 2019-11-30 2020-03-31 华友新能源科技（衢州）有限公司 一种掺钒的镍锰复合氢氧化物及其制造方法
CN111547780A (zh) * 2020-05-15 2020-08-18 浙江帕瓦新能源股份有限公司 一种金属钒酸盐化合物共掺杂的高镍三元前驱体及其制备方法
CN111547780B (zh) * 2020-05-15 2021-07-13 浙江帕瓦新能源股份有限公司 一种金属钒酸盐化合物共掺杂的高镍三元前驱体及其制备方法
CN112174224A (zh) * 2020-08-27 2021-01-05 浙江美都海创锂电科技有限公司 一种原位掺杂高镍正极材料的制备方法
CN112194193A (zh) * 2020-08-27 2021-01-08 浙江美都海创锂电科技有限公司 一种高镍四元锂离子电池正极前驱体材料的制备方法
CN112794370A (zh) * 2020-12-18 2021-05-14 北京当升材料科技股份有限公司 掺杂型正极材料前驱体及其制备方法与应用、掺杂型正极材料及其制备方法与应用
CN113161537A (zh) * 2021-03-31 2021-07-23 华南师范大学 高镍材料及其制备方法与应用
CN113571693A (zh) * 2021-07-30 2021-10-29 浙江帕瓦新能源股份有限公司 一种改性的锂离子电池三元正极材料前驱体及其制备方法
CN113809321A (zh) * 2021-09-15 2021-12-17 深圳石墨烯创新中心有限公司 一种铝、锆掺杂镍酸锂正极材料的前驱体的制备方法及其应用
CN115215385B (zh) * 2021-11-26 2024-03-08 北京工业大学 一种高镍层状氧化物微区结构调控与制备方法
CN115215385A (zh) * 2021-11-26 2022-10-21 北京工业大学 一种高镍层状氧化物微区结构调控与制备方法
CN114455647A (zh) * 2022-01-24 2022-05-10 浙江格派钴业新材料有限公司 一种表面限域处理全浓度梯度四元高镍ncma正极材料的制备方法
CN115057482B (zh) * 2022-05-18 2023-07-14 中南大学 钠离子电池正极材料、前驱体以及制备方法
CN115057482A (zh) * 2022-05-18 2022-09-16 中南大学 钠离子电池正极材料、前驱体以及制备方法
CN114792794A (zh) * 2022-05-28 2022-07-26 天津巴莫科技有限责任公司 核壳结构的层状高镍正极材料及其制备方法
CN115043440A (zh) * 2022-06-27 2022-09-13 北京当升材料科技股份有限公司 锂离子电池正极材料前驱体及其制备方法和应用、锂离子电池正极材料及其制备方法和应用
CN115043440B (zh) * 2022-06-27 2024-03-15 当升科技(常州)新材料有限公司 锂离子电池正极材料前驱体及其制备方法和应用、锂离子电池正极材料及其制备方法和应用
CN115340133A (zh) * 2022-08-10 2022-11-15 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种钼掺杂富镍三元前驱体及其制备方法
CN115340133B (zh) * 2022-08-10 2023-11-10 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种钼掺杂富镍三元前驱体及其制备方法
CN116525815A (zh) * 2023-06-30 2023-08-01 宜宾锂宝新材料有限公司 球形镍锰酸锂正极材料、其制备方法和复合正极材料
CN116525815B (zh) * 2023-06-30 2023-11-17 宜宾锂宝新材料有限公司 球形镍锰酸锂正极材料、其制备方法和复合正极材料

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