[发明专利]一种单晶形貌的高电压三元锂离子正极材料及其制备方法

摘要

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体地说是涉及利用多种元素、采用特定的高温烧结工艺合成单晶形貌且在高电压下具有优异电化学性能的三元正极材料及其制备工艺。本发明公开一种单晶形貌的高电压三元锂离子二次电池正极材料及其制备工艺，本方法通过额外引入一种或多种元素，利用不同元素对三元材料诸如容量、平台、循环、阻值等影响特性，设计差异化的引入工艺，并辅以特征性的烧结工艺制备单晶形貌的三元正极材料。采用本工艺制备的三元材料能够充分发挥各元素的正面影响，保证材料在高电压下晶体结构、物理结构和表面结构的多重稳定性，实现材料优异的电化学性能。

主权项

1.一种单晶形貌的高电压三元锂离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：1)将含镍钴锰的前驱体、锂源、含M的化合物充分混合后于300～1100℃高温烧结，其中，烧结曲线保温段数为2～5段，每段保温烧结时间为1～10h，烧结总时间为2～35h，烧结完成的块料通过破碎工艺得到掺M一次品，其中M为B、Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Zr、Nb、Mo、W中的一种或者多种；2)将步骤1)中得到的掺M一次品与含N的化合物充分混合后于200～1100℃二次烧结，其中，烧结曲线保温段数为1～3段，每段保温烧结时间为1～10h，烧结总时间为1～20h，得到具有单晶形貌的最终产物，其中N为B、Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Zr、Nb、Mo、W中的一种或者多种；根据上述步骤制备得到的高电压三元锂离子正极材料的通式为Li_α(Ni_xCo_yMn_z)_1‑aM_aN_bO₂，其中0.90≤α≤1.10，0.25≤x≤0.65，0.15≤y≤0.35，0.15≤z≤0.45，x+y+z＝1，0.0004≤a≤0.01，0.0004≤b≤0.005。