[发明专利]一种NCMA四元梯度材料及其制备方法在审
申请号: | 202010566992.X | 申请日: | 2020-06-19 |
公开(公告)号: | CN111697235A | 公开(公告)日: | 2020-09-22 |
发明(设计)人: | 张骁;沈永龙;刘平;洪明子;文荣;刘青文;汪伟;秦小华 | 申请(专利权)人: | 宁夏中化锂电池材料有限公司 |
主分类号: | H01M4/62 | 分类号: | H01M4/62;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 叶子浓 |
地址: | 755000 宁夏回*** | 国省代码: | 宁夏;64 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 ncma 梯度 材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种NCMA四元梯度材料,其特征在于,所述NCMA四元梯度材料由内到外依次包括内核结构、外壳结构、包覆层,所述包覆层含有元素Mg,所述NCMA四元梯度材料除去所述包覆层的化学通式为LiNixCoyMnzAlwO2,其中x、y、z、w的取值同时满足以下条件:0.8≤x≤1,0≤y≤0.1,0≤z≤0.2,0≤w≤0.1,且x+y+z+w=1;其中所述内核结构的化学通式为LiNiaCoyMnbAlwO2,所述外壳结构的化学通式为LiNicCoyMndAlwO2,其中a、b、c、d的取值同时满足以下条件:0.8≤a≤1,0≤b≤0.2,且a>x,b<z,a+y+b+w=1;0<c≤0.6,0.3≤d≤0.9,其中c<x,d>z,且c+y+d+w=1。
2.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述包覆层还含有元素Li、Ni、Co、Mn、Al、O,所述包覆层除去所述元素Mg的化学通式和所述外壳结构的化学通式相同。
3.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述NCMA四元梯度材料中从内核结构到外壳结构Ni、Mn的含量呈浓度梯度分布,Ni的含量从内核结构到外壳结构比例梯度减小,Mn的含量从内核结构到外壳结构比例梯度增加。
4.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述包覆层的厚度为大于0μm至小于等于3μm,优选为0.2μm至3μm。
5.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述NCMA四元梯度材料中元素Mg的含量为300mg/kg至3000mg/kg,优选为300mg/kg至2800mg/kg。
6.如权利要求1所述的材料,其特征在于,所述NCMA四元梯度材料的D50粒径为2μm至15μm,优选为3.1μm至13.2μm。
7.一种NCMA四元梯度材料的制备方法,其特征在于,制备如权利要求1至6任一项所述的NCMA四元梯度材料,所述方法包括:合成含有Ni、Co、Mn、Al以及含有元素Mg的包覆层的NCMA四元梯度材料用前驱体,将锂盐与所述NCMA四元梯度材料用前驱体进行后处理,制得所述NCMA四元梯度材料。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
将镍盐、钴盐、锰盐、铝盐用水溶解,分别配制成含有Ni、Co、Mn、Al的混合液A,以及含有Ni、Co、Mn、Al的混合液B;
配制饱和镁盐溶液C;
使混合液A、混合液B和镁盐溶液C在反应容器中反应,得到NCMA四元梯度材料用前驱体;
将锂盐与所述NCMA四元梯度材料用前驱体进行后处理,制得所述NCMA四元梯度材料。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述使混合液A、混合液B和镁盐溶液C在反应容器中反应,得到NCMA四元梯度材料用前驱体包括:配制强碱溶液作为沉淀剂;
配制氨水溶液作为络合剂;
将所述混合液A和混合液B在第一容器中混合成AB混合液后,将所述AB混合液打入反应容器中,同时向反应容器中打入所述沉淀剂和络合剂;
将镁盐溶液C全部加入所述反应容器中反应;
反应结束后将所得产物进行固液分离、洗涤、烘干、筛分和除磁,即得到NCMA四元梯度材料用前驱体,所述NCMA四元梯度材料用前驱体含有元素Mg的包覆层。
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