一种T2/O2/O3型锂离子电池正极材料及其高剪切混合喷雾干燥制备方法和应用
技术特征：
1.一种t2/o2/o3型锂离子电池正极材料的高剪切混合喷雾干燥制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料的高剪切混合喷雾干燥制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料的高剪切混合喷雾干燥制备方法，其特征在于，步骤1)中，过渡金属氧化物包括含镍氧化物、含锰氧化物和含钴氧化物；其中：
4.根据权利要求2所述的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料的高剪切混合喷雾干燥制备方法，其特征在于，步骤1)中，所用钠盐与过渡金属氧化物的摩尔比为1：(1～1.5)。
5.根据权利要求2所述的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料的高剪切混合喷雾干燥制备方法，其特征在于，步骤2)中，高温煅烧处理是在常压、空气气氛中，自室温起以3～10℃/min的升温速率升温至800～850℃，煅烧8～12h。
6.根据权利要求2所述的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料的高剪切混合喷雾干燥制备方法，其特征在于，步骤3)中，按照li+和na+为1:(1.2～1.5)的摩尔比称取反应物料母体钠离子层状氧化物nam[lixniycozmn1-x-y-z]o2和配制锂盐溶液；锂盐溶液是将锂盐或者锂盐与钾盐的混合盐与去离子水按照1g：(10～30)ml的用量比配制而成；其中：
7.根据权利要求2所述的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料的高剪切混合喷雾干燥制备方法，其特征在于，步骤3)中，高剪切均质处理采用高剪切均质机，设置转速为6000～10000rpm，处理时间为30～60min。
8.根据权利要求2所述的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料的高剪切混合喷雾干燥制备方法，其特征在于，步骤4)中，喷雾干燥处理温度为260～300℃，进料速度为10～20rpm，通针频率设置为5～10s。
9.采用权利要求1～8中任意一项所述的高剪切混合喷雾干燥制备方法制得的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料，其特征在于，t2/o2/o3型锂离子电池正极材料包括具有稳态结构的o3型锂离子电池正极材料，亚稳态结构的t2或者亚稳态结构的o2型锂离子电池正极材料，以及t2/o2、t2/o2/o3和o2/o3复合相层状结构的锂离子电池正极材料；上述锂离子电池正极材料由微米单晶颗粒组成，晶粒尺寸分布在5～20微米之间，粒径可控。
10.权利要求9所述的t2/o2/o3型锂离子电池正极材料在制备锂离子电池中的应用，其特征在于，该t2/o2/o3型锂离子电池正极材料经50次循环后容量保持率达90％以上；制备的lco在3～4.6v，1c条件下，容量达210mah/g，经50次循环后容量保持率达90％。
技术总结
本发明公开了一种T2/O2/O3型锂离子电池正极材料及其高剪切混合喷雾干燥制备方法和应用，属于锂离子电池正极材料技术领域。本发明采用高剪切混合─喷雾干燥法进行Li<supgt;+</supgt;/Na<supgt;+</supgt;离子交换，首先高温煅烧法合成含钠层状氧化物(Na<subgt;m</subgt;[Li<subgt;x</subgt;Ni<subgt;y</subgt;Co<subgt;z</subgt;Mn<subgt;1‑x‑y‑z</subgt;]O<subgt;2</subgt;)，再将其与锂盐利用高剪切均质机混合均匀，然后喷雾干燥进行离子交换，经过滤、洗涤得到含锂层状氧化物(Na<subgt;m</subgt;[Li<subgt;x</subgt;Ni<subgt;y</subgt;Co<subgt;z</subgt;Mn<subgt;1‑x‑y‑z</subgt;]O<subgt;2</subgt;)。该方法不仅可以制备出贫锂的T2相层状结构，而且能够制备出富锂的亚稳态的O2相层状结构以及热力学稳定的O3相层状氧化物。此外，该方法同时可以制备出T2/O2，O2/O3复合相结构层状氧化物。该法制备出的氧化物颗粒都是由微米级单晶颗粒组成，粒径可控，一致性好，具有优异的循环稳定性，可以广泛应用于电子产品和动力电池市场。
技术研发人员：欧阳晓平,滑纬博,杨晓霞,赵甜,翟昕玥
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18
技术研发人员：欧阳晓平,滑纬博,杨晓霞,赵甜,翟昕玥
技术所有人：西安交通大学
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