一种高镍正极材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115536080A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211506956.XH01M10/0525(2010.01)(22)申请日2022.11.29B82Y40/00(2011.01)(71)申请人瑞浦兰钧能源股份有限公司地址325000浙江省温州市龙湾区空港新区滨海六路205号C幢A205室(72)发明人邵学祥张亦弛刘婵侯敏曹辉(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师王艳斋(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)D01D5/00(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称一种高镍正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种高镍正极材料及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：将聚丙烯腈溶液、镍盐、钴盐、锰盐和锂盐混合，静电纺丝，然后依次进行一次烧结、二次烧结和三次烧结，非自然降温，得到所述高镍正极材料。本发明以聚丙烯腈和金属盐为原料，采用静电纺丝的方式，得到了具有中空纳米带结构的高镍正极材料，使得锂离子能够快速脱嵌从而提供较短的Li+离子扩散距离，大大降低了电池极化，从提升了高镍正极材料的倍率和循环性能。CN115536080ACN115536080A权利要求书1/1页1.一种高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将聚丙烯腈溶液、镍盐、钴盐、锰盐和锂盐混合，静电纺丝，然后依次进行一次烧结、二次烧结和三次烧结，非自然降温，得到所述高镍正极材料。2.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合的原料还包括稀土金属盐。3.根据权利要求2所述的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述稀土金属盐为稀土的乙酸盐。4.根据权利要求3所述的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述稀土金属盐包括铈盐、镨盐或镧盐中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述一次烧结的升温速率为1~3℃/min；所述一次烧结的温度为250~300℃。6.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述二次烧结的升温速率为1~3℃/min；所述二次烧结的温度为450~480℃。7.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述三次烧结的升温速率为13℃/min；所述三次烧结的温度为750800℃。~~8.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述非自然降温的降温速率为2~5℃/min。9.一种高镍正极材料，其特征在于，所述高镍正极材料由如权利要求1‑8任一项所述的高镍正极材料的制备方法制备得到。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求9所述的高镍正极材料。2CN115536080A说明书1/9页一种高镍正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于二次电池技术领域，涉及一种高镍正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]现如今，由于汽车行业在燃油经济和环保方面的要求越来越严格，具有高能量密度，长循环寿命和高功率密度的锂离子电池（LIB）得到了广泛利用。与负极材料相比，LIB的一些关键指标，如比容量、首次库伦效率和安全性主要由正极材料控制，然而也存在某些固有缺陷，主要表现为结构和热稳定性差，大功率循环和倍率性能不佳等，这带来了严重的安全隐患，最终导致LIB的实用潜力不佳。[0003]在锂电池正极材料制备的领域中，由于三元材料镍钴锰中三种元素之间具有良好的协同效应，通常具有高比容量、长循环寿命、低毒和廉价的特点，且三元材料镍钴锰中镍的含量的升高可以有效提高材料的比容量，因此受到了广泛的应用。[0004]事实上，随着三元材料镍钴锰中镍的含量的上升，三元材料的比容量升高且成本降低，但同时也存在容量保持率低等缺陷。[0005]因此，如何得到性能优异的高镍正极材料，是亟待解决的技术问题。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种高镍正极材料及其制备方法和应用。本发明以聚丙烯腈和金属盐为原料，采用静电纺丝的方式，得到了具有中空纳米带结构的高镍正极材料，使得锂离子能够快速脱嵌从而提供较短的Li+离子扩散距离，大大降低了电池极化，从提升了高镍正极材料的倍率和循环性能。[0007]本发明中的高镍正极材料是指化学式为LiNixCo1‑x‑yMnyO2，且x≥0.6的镍钴锰三元正极材料。[0008]为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：第一方面，本发明提供一种高镍正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将聚丙烯腈溶液、镍盐、钴盐、锰盐和锂盐混合，静电纺丝，然后依次进行一次