本發(fā)明涉及鋰電池正極材料，尤其涉及一種富鋰正極材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、單位面積載量對正極材料的影響主要表現(xiàn)在電池的能量密度和充放電性能方面。單位面積載量是指單位面積正極材料上活性物質(zhì)的含量，它直接影響到電池的能量輸出和充放電效率。在保證電池安全性和穩(wěn)定性的前提下，提高單位面積載量可以增加電池的能量密度，提高充放電效率，從而提升電池的性能。但是，單位面積載量過小可能導(dǎo)致電池在充放電過程中電流密度過大，增加電池的內(nèi)阻和熱失控風(fēng)險，從而影響電池的安全性和穩(wěn)定性。因此，在選擇正極材料時，需要在保證電池性能的前提下，綜合考慮其能量密度、安全性、循環(huán)壽命和成本等因素來設(shè)置合適的單位面積載量。

2、富鋰三元材料是一種非常有前景的鋰離子電池正極材料，目前制備的富鋰三元材料多為納米量級，此類材料在現(xiàn)有的電極工藝條件下不能實現(xiàn)大載量地附著在集流體上，提高單位面積載量是其實現(xiàn)商業(yè)化過程中必須要考慮的因素。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種富鋰正極材料及其制備方法與應(yīng)用。

2、第一方面，本發(fā)明提供的一種富鋰正極材料的制備方法，包括：將納米富鋰三元材料與糖類物質(zhì)以質(zhì)量比1：(0.5-4)混合研磨后，在450-600℃氧氣含量20-100％的氣氛內(nèi)煅燒并冷卻后制得富鋰正極材料；所述納米富鋰三元材料為具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的li1.2ni0.13co0.13mn0.54o2。

3、本發(fā)明提供的制備方法通過將糖類物質(zhì)與納米富鋰三元材料進行混合，有利于提高兩者的均勻性，此外在450-600℃進行加熱煅燒能夠?qū)μ穷愇镔|(zhì)進行碳化，從而形成缺陷較多的層狀石墨結(jié)構(gòu)并與納米富鋰三元材料進行良好地復(fù)合，形成微米級的結(jié)構(gòu)單元，提高富鋰正極材料在集流體上的附著性。

4、可選地，所述納米富鋰三元材料的粒徑為50-200nm。

5、可選地，所述糖類物質(zhì)包括葡萄糖、蔗糖中的一種。

6、可選地，將納米富鋰三元材料與糖類物質(zhì)在20-600rpm的轉(zhuǎn)速下進行球磨混合。

7、可選地，在450-600℃氧氣含量20-100％的氣氛內(nèi)煅燒的過程中，包括：將混合研磨后的固形物在氧氣含量20-100％的氣氛內(nèi)，以5-50℃/min的速率升溫至450-600℃。

8、可選地，所述氧氣含量20-100％的氣氛包括空氣氣氛。

9、第二方面，本發(fā)明提供了一種采用上述任一可選制備方法所制備的富鋰正極材料，所述富鋰正極材料的粒徑為50-200nm。

10、第三方面，本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，包括集流體，所述集流體上負載有上述任一可選所述制備方法所制備的富鋰正極材料或所述富鋰正極材料。

11、可選地，所述富鋰正極材料在所述集流體上的負載量為20-100mg/cm2。

技術(shù)特征：

1.一種富鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括：將納米富鋰三元材料與糖類物質(zhì)以質(zhì)量比1：(0.5-4)混合研磨后，在450-600℃氧氣含量20-100％的氣氛內(nèi)煅燒并冷卻后制得富鋰正極材料；所述納米富鋰三元材料為具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的li1.2ni0.13co0.13mn0.54o2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述納米富鋰三元材料的粒徑為50-200nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述糖類物質(zhì)包括葡萄糖、蔗糖中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將納米富鋰三元材料與糖類物質(zhì)在20-600rpm的轉(zhuǎn)速下進行球磨混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在450-600℃氧氣含量20-100％的氣氛內(nèi)煅燒的過程中，包括：將混合研磨后的固形物在氧氣含量20-100％的氣氛內(nèi)，以5-50℃/min的速率升溫至450-600℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧氣含量20-100％的氣氛包括空氣氣氛。

7.一種如權(quán)利要求1至6任一項所述制備方法所制備的富鋰正極材料，其特征在于，所述富鋰正極材料的粒徑為50-200nm。

8.一種鋰離子電池，其特征在于，包括集流體，所述集流體上負載有如權(quán)利要求1至6任一項所述制備方法所制備的富鋰正極材料或如權(quán)利要求7所述的富鋰正極材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于，所述富鋰正極材料在所述集流體上的負載量為20-100mg/cm2。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種富鋰正極材料及其制備方法與應(yīng)用，涉及鋰電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的制備方法包括：將納米富鋰三元材料與糖類物質(zhì)以質(zhì)量比1：(0.5?4)混合研磨后，在450?600℃氧氣含量20?100％的氣氛內(nèi)煅燒并冷卻后制得富鋰正極材料；所述納米富鋰三元材料為具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的Li<subgt;1.2</subgt;Ni<subgt;0.13</subgt;Co<subgt;0.13</subgt;Mn<subgt;0.54</subgt;O<subgt;2</subgt;。本發(fā)明通過將糖類物質(zhì)與納米富鋰三元材料進行混合煅燒后，糖類物質(zhì)形成缺陷較多的層狀石墨結(jié)構(gòu)并與納米富鋰三元材料進行良好地復(fù)合，形成微米級的結(jié)構(gòu)單元，提高富鋰正極材料在集流體上的附著性。

技術(shù)研發(fā)人員：胡正光,王立,趙勇,劉峰良,黃皓中,王彪,孫玲
受保護的技術(shù)使用者：南昌大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19