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一種活性晶面擇優(yōu)分布的高鎳正極材料、制備方法及電池與流程

文檔序號:41951080發(fā)布日期:2025-05-16 14:11閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種活性晶面擇優(yōu)分布的高鎳正極材料,其特征在于,包括多個二次球顆粒,所述二次球顆粒由多個一次晶粒團聚形成,多個所述二次球顆粒中,具有(110)活性晶面擇優(yōu)分布的二次球顆粒的占比大于或等于50%,其中,具有(110)活性晶面擇優(yōu)分布的二次球顆粒中,30%或更多的一次晶粒顯示(110)活性晶面取向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性晶面擇優(yōu)分布的高鎳正極材料,其特征在于,所述一次晶粒具有長軸和短軸,所述短軸≤300nm,且所述長軸和所述短軸的長徑比≥1.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性晶面擇優(yōu)分布的高鎳正極材料,其特征在于,所述高鎳正極材料的化學(xué)式為lia(ni1-x-ycoxmnymbnc)o2,其中,m為第一摻雜元素,其價態(tài)大于或等于5,n為第二摻雜元素,其價態(tài)小于或等于4,0.8≤a≤1.2,0≤x≤0.1,0≤y≤0.1,0≤b≤1wt%,0≤c≤0.2wt%。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活性晶面擇優(yōu)分布的高鎳正極材料,其特征在于,所述m選自w、mo、nb和sb中的一種或多種,所述n選自zr、ti、y、al、sr和ce中的一種或多種。

5.一種如權(quán)利要求1~4任意一項所述的活性晶面擇優(yōu)分布的高鎳正極材料的制備方法,其特征在于,包括:

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟s1中,所述前驅(qū)體根據(jù)如下步驟制得:配置反應(yīng)溶液,所述反應(yīng)溶液包括金屬鹽溶液、m鹽溶液、絡(luò)合劑溶液和沉淀劑溶液;將金屬鹽溶液和惰性氣體并流進入反應(yīng)釜,然后通入m鹽溶液、絡(luò)合劑溶液和沉淀劑溶液,控制反應(yīng)體系的ph為9~13,進行沉淀反應(yīng),其中,所述金屬鹽溶液中含有鎳鹽、鈷鹽和錳鹽,在反應(yīng)初期,所述m鹽溶液與所述金屬鹽溶液的通入速率比為a1,在反應(yīng)中后期,所述m鹽溶液與所述金屬鹽溶液的通入速率比為a2,a2為a1的2~4倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法,其特征在于,在所述前驅(qū)體的制備過程中,所述反應(yīng)初期為反應(yīng)的0~12h內(nèi),所述反應(yīng)中后期為反應(yīng)的12~30h內(nèi);在反應(yīng)初期,所述m鹽溶液的通入速率為80~100ml/min,所述金屬鹽溶液的通入速率180~220l/h;在反應(yīng)中后期,所述m鹽溶液的通入速率為780~820ml/min所述金屬鹽溶液的通入速率580~620l/h。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述m在所述前驅(qū)體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%~0.6%;所述前驅(qū)體外側(cè)區(qū)域為所述前驅(qū)體從表面向內(nèi)延伸2~3μm的區(qū)域;所述前驅(qū)體內(nèi)部區(qū)域為所述前驅(qū)體中心位置向外延伸2~3μm的區(qū)域,所述m在所述前驅(qū)體外側(cè)區(qū)域的摻雜量與在其內(nèi)部區(qū)域的摻雜量的比值大于或等于3。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述低溫平臺為450~650℃,所述第一時間為4~10h;所述高溫平臺為700~850℃,所述第二時間為0.3~1h;升溫至所述低溫平臺的升溫速率大于或等于3℃/min,升溫至所述高溫平臺的升溫速率小于或等于2.5℃/min。

10.一種鋰離子電池,其特征在于,包括如權(quán)利要求1~4任意一項所述的活性晶面擇優(yōu)分布的高鎳正極材料,或根據(jù)權(quán)利要求5~9任意一項任意一項所述的制備方法所制得的高鎳正極材料。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種活性晶面擇優(yōu)分布的高鎳正極材料、制備方法及電池,涉及電池材料技術(shù)領(lǐng)域。該包括高鎳正極材料多個二次球顆粒,所述二次球顆粒由多個一次晶粒團聚形成,多個所述二次球顆粒中,具有(110)活性晶面擇優(yōu)分布的二次球顆粒占比大于或等于50%。通過元素?fù)诫s和特定的制備方法控制,實現(xiàn)了對組成二次球顆粒的一次晶粒的生長調(diào)控,促進一次晶粒的活性晶面發(fā)育,形成一次晶粒活性晶面擇優(yōu)分布的特征,有效降低了正極材料的界面阻抗,從而改善正極材料的首圈充放效率和放電容量。

技術(shù)研發(fā)人員:姜龍,華鑫源,陳宏銘,施藝,肖麗娜,王蘇恒,林建雄
受保護的技術(shù)使用者:廈門廈鎢新能源材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/5/15
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