[发明专利]一种单晶三元正极材料及其制造方法、一种锂离子电池

说明书

本申请实施例提供一种单晶三元正极材料及其制造方法、一种锂离子电池，包括：利用第一目标离子M辅助进行一次烧结，将一次烧结产物进行粉碎处理，得到粉碎产物，将粉碎产物和第二添加剂混合均匀进行二次烧结，得到二次烧结产物，即利用第二目标离子N辅助进行二次烧结，将二次烧结产物和包覆剂混合均匀进行三次焙烧，得到单晶三元正极材料，在烧结过程中，第一目标离子M和第二目标离子N具有助熔性质，能够在较低温度下就形成单晶化的正极材料，降低单晶三元正极材料的制造成本，本申请通过在烧结过程中添加第一目标离子M和第二目标离子N，以及利用粉碎处理，以在更低温度下形成分散性较高，团聚率较低，尺寸较为均一的单晶三元正极材料。

技术领域

本发明涉及电池领域，特别涉及一种单晶三元正极材料及其制造方法、一种锂离子电池。

背景技术

随着社会的发展，对能源需求的不断增加以及能源的持续消耗都在促使对可再生能源的研究。在可再生能源中，锂离子电池由于具有体积/质量能量密度高、无记忆效应、安全和环保等优势被广泛应用于电动汽车、电子设备和储能等领域。在锂离子电池各个部件组成中，正极材料发挥了至关重要的作用。

近年来，三元正极材料因其放电比容量高、能量密度高和成本低而受到业界广泛关注。目前，为提升正极材料能量密度，提出了两种方法，一种是提高材料克容量，对应高镍化路线，另一种是提升材料电压，对应单晶化路线，即形成单晶三元正极材料。

但是当前存在单晶三元材料的合成温度高和单晶颗粒尺寸较大等缺点，进而影响正极材料在锂离子电池中的传输性能和电化学性能。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种单晶三元正极材料及其制造方法、一种锂离子电池，能够制造得到传输性能和电化学性能都较好的单晶三元正极材料。

为实现上述目的，本申请有如下技术方案：

本申请实施例提供了一种单晶三元正极材料的制造方法，包括：

将三元前驱体、锂盐和第一添加剂混合均匀进行一次烧结，得到一次烧结产物，所述第一添加剂至少包括第一目标离子M；

将所述一次烧结产物进行粉碎处理，得到粉碎产物，所述粉碎产物的粒度分布参数和所述三元前驱体的粒度分布参数具有重合部分；

将所述粉碎产物和所述第二添加剂混合均匀进行二次烧结，得到二次烧结产物，所述第二添加剂至少包括第二目标离子N；

将所述二次烧结产物和包覆剂混合均匀进行三次烧结，得到单晶三元正极材料，所述第一目标离子M和所述第二目标离子N用于降低所述单晶三元正极材料的形成温度，所述单晶三元正极材料的粒度分布参数满足目标阈值范围。

可选地，所述将所述一次烧结产物进行粉碎处理，得到粉碎产物包括：

将所述一次烧结产物进行第一处理，经过所述第一处理的所述一次烧结产物的粒度分布参数和所述三元前驱体的粒度分布参数没有重合部分；

将经过所述第一处理的所述一次烧结产物进行第二处理，经过所述第二处理的所述一次烧结产物的粒度分布参数和所述三元前驱体的粒度分布参数具有重合部分。

可选地，所述粒度分布参数至少包括粒度值和径距，所述粒度值包括D₅₀和D₁₀₀，径距包括K₉₀；

所述三元前驱体的粒度分布参数为3μm≤D₅₀≤6μm，5μm≤D₁₀₀≤9μm，0.5≤K₉₀≤1.0；

所述粉碎产物的粒度分布参数为3.0μm≤D₅₀≤4.5μm，7.0μm≤D₁₀₀≤12.0μm，0.70≤K₉₀≤1.00。