复合正极材料及其制备方法、锂离子电池与流程

本申请涉及锂离子电池，特别是涉及一种复合正极材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术：

1、随着新能源行业的不断发展，锂离子电池技术被广泛应用到多个技术领域，能量密度高、安全性高、循环寿命长、热稳定性好、成本低等成为评价动力电池的关键性能指标。而作为锂离子电池重要组成部分的正极材料无疑是影响锂离子电池最终电化学性能优劣的主要因素之一，其中，富锂锰基正极材料具有高容量与高能量密度的优点，有利于制备长续航的锂离子电池，但是相较于其他传统的正极材料，富锂锰基正极材料容量保持率低、电压降大、首效低、结构容易坍塌阻碍了其大规模的商业化应用，因此，如何提供一种电化学性能优异的富锂锰基正极材料成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种复合正极材料及其制备方法、锂离子电池。

2、本申请的第一方面提供了一种复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：

3、将锰盐、镍盐、钴盐溶解在去离子水中，制得第一混合液；

4、提供沉淀剂溶液，并在沉淀剂溶液中加入络合剂，制得第二混合液；

5、将第一掺杂剂添加到第一混合液中，制得第三混合液；

6、将第二掺杂剂添加到第二混合液中，制得第四混合液；

7、将第三混合液和第四混合液分别泵入反应釜中，持续搅拌，制得前驱体溶液；

8、将前驱体溶液进行沉降、洗涤、干燥，制得前驱体；

9、将前驱体和锂源进行混合，并经烧结后，制得复合正极材料；

10、其中，第一掺杂剂包括铝盐；第二掺杂剂包括氟化物。

11、在一些实施方式中，第一混合液的浓度为1mol/l～2mol/l。

12、在一些实施方式中，沉淀剂溶液的ph为7～9，浓度为1mol/l～4mol/l。

13、在一些实施方式中，第二混合液中，络合剂的浓度为0.01mol/l～0.04mol/l。

14、在一些实施方式中，第三混合液中，第一掺杂剂的浓度为500ppm～1200ppm。

15、在一些实施方式中，在制得前驱体溶液的过程中，将第三混合液和第四混合液分别以速度v1和v2泵入反应釜中，其中，v1/v2＝1：(1～2)。

16、在一些实施方式中，前驱体溶液中，第一掺杂剂和第二掺杂剂的摩尔比为3:1。

17、在一些实施方式中，前驱体的粒度分布的离散度为(d50-d10)/d50，其中，0.416≤(d50-d10)/d50≤0.663。

18、本申请的第二方面提供了一种复合正极材料，该复合正极材料根据上述第一方面提供的制备方法制备得到，其中，复合正极材料中氟的掺杂量为1500ppm～3600ppm；铝的掺杂量为500ppm～1200ppm。

19、本申请的第三方面提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极和负极，正极包括上述第二方面提供的复合正极材料。

20、本申请通过将络合剂加入到沉淀剂溶液中，防止络合剂与其他离子之间先发生络合反应，减弱共沉淀的效果，有利于生成各金属元素配比合适，性能优良的富锂锰基正极材料。

21、本申请通过将第一掺杂剂、第二掺杂剂分别加入到第一混合液和第二混合液中，能够更好的控制共沉淀的均匀性，进而有效保证最终制备的复合正极材料粒径分布的均匀性，有利于电池容量的提升。

22、本申请通过将第三混合液和第四混合液分开单独制备，之后再将二者分别泵入反应釜中进行反应，能够较好的实现生产目标组成比例的复合正极材料。

23、采用本申请制备得到的复合正极材料制备的锂离子电池同时绝壁容量性能较好，首次充放电效率较高，循环性能优异的特点。

技术特征：

1.一种复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液的浓度为1mol/l～2mol/l。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂溶液的ph为7～9，浓度为1mol/l～4mol/l。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合液中，所述络合剂的浓度为0.01mol/l～0.04mol/l。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三混合液中，所述第一掺杂剂的浓度为500ppm～1200ppm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在制得所述前驱体溶液的过程中，将所述第三混合液和第四混合液分别以速度v1和v2泵入反应釜中，其中，v1/v2＝1：(1～2)。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中，所述第一掺杂剂和第二掺杂剂的摩尔比为3:1。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体的粒度分布的离散度为(d50-d10)/d50，其中，0.416≤(d50-d10)/d50≤0.663。

9.一种复合正极材料，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到，其中，所述复合正极材料中氟的掺杂量为1500ppm～3600ppm；铝的掺杂量为500ppm～1200ppm。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极和负极，所述正极包括权利要求9所述的复合正极材料。

技术总结本申请涉及一种复合正极材料及其制备方法、锂离子电池，其中复合正极材料的制备方法包括以下步骤：将锰盐、镍盐、钴盐溶解在去离子水中，制得第一混合液；提供沉淀剂溶液，并在沉淀剂溶液中加入络合剂，制得第二混合液；将第一掺杂剂添加到第一混合液中，制得第三混合液；将第二掺杂剂添加到第二混合液中，制得第四混合液；将第三混合液和第四混合液分别泵入反应釜中，持续搅拌，制得前驱体溶液；将前驱体溶液进行沉降、洗涤、干燥，制得前驱体；将前驱体和锂源进行混合，并经烧结后，制得复合正极材料；其中，第一掺杂剂包括铝盐；第二掺杂剂包括氟化物。采用本申请制备的复合正极材料制得的锂离子电池，具备优异的电化学性能。技术研发人员：张雪,钱云龙,岳宏芫受保护的技术使用者：清陶（昆山）能源发展股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2