一种纳微分级结构三元正极活性材料、前驱体及其制备和应用的制作方法

技术特征：
1.一种纳微分级结构三元正极活性材料，其特征在于，具有哑铃状形貌。2.如权利要求1所述的纳微分级结构三元正极活性材料，其特征在于，为由三元正极活性材料一级结构组装成的具有哑铃状二级形貌的材料；所述的三元正极活性材料一级结构为三元正极活性材料的纳米棒、纳米线、纳米片、纳米球中的至少一种；优选地，所述的三元正极活性材料为镍钴锰三元活性材料；优选的化学式为xli2mno3·
(1-x)limo2(m＝ni、co、mn；1>x>0)；进一步优选为li
1.2
mn
0.54
ni
0.13
co
0.13
o2。3.一种纳微分级结构三元正极活性材料前驱体的制备方法，其特征在于，将包含三元正极活性材料的前体金属源、n,n-二甲基甲酰胺和甘油的混合溶液进行溶剂热处理，分离得到具有哑铃状形貌的三元正极活性材料前驱体；所述的n,n-二甲基甲酰胺和甘油的体积比为3～5:1。4.如权利要求3所述的纳微分级结构三元正极活性材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述的前体金属源包括能提供镍、钴和锰的金属源；优选包所述镍、钴和锰的硫酸盐、氯化盐、甲酸盐、乙酸盐、硝酸盐中的至少一种。5.如权利要求3所述的纳微分级结构三元正极活性材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述的溶剂热的温度大于或等于140℃；优选为140～200℃。6.一种权利要求1～2任一项所述的纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，采用权利要求3～5任一项制备方法制得所述的三元正极活性材料前驱体，随后锂化烧结，即得。7.如权利要求6所述的纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，将所述的三元正极活性材料前驱体进行预煅烧、随后再进行锂化烧结；优选地，预锻烧温度为400-600℃；预锻烧的时间优选为4-8h；预锻烧阶段的气氛为空气或氧气气氛。8.如权利要求6所述的纳微分级结构三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，锂化烧结过程添加的锂盐为碳酸锂或氢氧化锂中的至少一种；li过量系数优选为li/m＝1.0～1.05；锂化烧结包括在400-600℃下的一段烧结以及在600-1000℃下的二段烧结；其中一段烧结的时间为2-6h；二段烧结的时间为8-24h。9.一种权利要求1或2所述的纳微分级结构三元正极活性材料、或者权利要求6～8任一项制备方法制得的纳微分级结构三元正极活性材料的应用，其特征在于，用作锂离子电池正极活性材料；优选地，将其用于制备锂离子电池正极材料；进一步优选，将其用于制备锂离子电池正极；更进一步优选，将其用于制备锂离子电池。10.一种锂离子电池，其特征在于，包含权利要求1或2所述的纳微分级结构三元正极活性材料、或者权利要求6～8任一项制备方法制得的纳微分级结构三元正极活性材料；优选地，包含复合有所述纳微分级结构三元正极活性材料的正极材料；进一步优选，包含复合有所述纳微分级结构三元正极活性材料的正极。

技术总结
本发明属于锂离子电池正极材料领域，具体涉及一种纳微分级结构三元正极复合材料前驱体及其制备和应用。本发明中，将包含三元正极活性材料的前体金属源、N,N-二甲基甲酰胺和甘油的混合溶液进行溶剂热处理，分离得到具有哑铃状形貌的三元正极活性材料前驱体；所述的N,N-二甲基甲酰胺和甘油的体积比为3～5:1。将所述的前驱体进行锂化烧结，即可得到所述特殊形貌的材料。本发明方法工艺简单，成本低廉，可控化制备出的富锂锰基正极材料元素沉淀均匀，纳微分级结构具有良好的循环稳定性和优异的电化学性能。化学性能。


技术研发人员：方静 安浩 王小涵 覃富荣 张凯 张治安 洪波 赖延清
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2020.03.12
技术公布日：2021/9/13