成果名称：	碳包覆三元正极材料的制备方法及其制得的碳包覆三元正极材料、锂离子电池和应用
登记日期：	2023-06-30
完成单位：	广东佳纳能源科技有限公司,清远佳致新材料研究院有限公司
完成人员：	陈耀,吴理觉,文定强,冯焕村,卫强,吴琼茹
研究起止日期：	2018-01-01至2019-05-31
主要应用行业：	制造业
高新技术领域：	新材料
评价单位：	国家知识产权局
评价日期：	2019-06-21
成果简介：	我国锂离子电池的市场占有率世界第一。在其推动下，我国电动汽车保有量也居世界的首位。但是由于锂资源有限，不能同时满足电动汽车和电能存储的需求，随着近年来我国相继出台新能源汽车相关扶持政策，镍钴锰酸锂三元材料作为当代最具前景的动力电池正极材料，具有成本低、比容量高、倍率性能好、安全性能好等优点，镍钴锰氢氧化物前驱体作为三元正极材料的前端材料，其市场需求量也逐年上升。由于自身理化特点，存在一定的安全隐患，需要有新的技术的突破，更好的解决当前锂离子电池产业面临的有关问题。 本项目三元前驱体通过碳包覆技术，改善材料的电导率，提供稳定的化学和电化学反应界面。采用碳包覆技术的三元材料不仅能够极大提高其大倍率稳定性、高电压循环稳定性和高低温性能，而且对其结构的稳定和内部电子电导率也有很大改善，创造性的解决了三元正极材料存在的电子导电率低、大倍率稳定性差、高电压循环稳定性差以及高低温性能差等关键技术难题，提高三元正极材料的安全性。 项目执行期：2018 年1 月1日-2019年5 月31日。 本项目主要是针对发明专利ZL201811289186.1“碳包覆三元正极材料的制备方法及其制得的碳包覆三元正极材料、锂离子电池和应用”进行中试验证，确定碳包覆三元正极材料的制备方法、制备工艺参数及生产条件，实现其工业化大量生产。 本项目所用设备在原生产线的基础上，对新的自动化设备进行了探索性、匹配性、优化试验，从小试、中试到大批量产业化生产，体现了佳纳技术人员的心血。目前已实现项目预期，在新建车间完成本次专利产业化的总目标。 试验过程中，在沉淀反应釜中按照一定的流量比例加入三元混合溶液、沉淀剂、络合剂，阴离子表面活性剂溶液通过结晶法制备三元前驱体，与锂盐共同加入碳源溶液中形成悬浮混合态，冷冻干燥后得到三元前驱体材料，该方法制备的三元前驱体材料不仅表面被碳包覆，而且在其三元材料的内部也实现碳包覆，碳体相包覆的三元材料不仅能够极大提高其大倍率稳定性和高电压循环稳定性，而且对其结构的稳定和内部电子电导率也有很大改善。项目实施过程中公司的管理能力和创新能力得到提升。本产品的开发，进一步丰富了公司产品的品种，满足客户定制化要求，提升公司的市场竞争力和拓展市场范围。 通过本项目制得的三元正极材料具有优异的大倍率稳定性、高电压循环稳定性和高低温性能，以及电子导电率高等多重优势，将其应用于锂离子电池的制造，具有与三元正极材料相同的优势，在高电压下离子的导电效率高达88.9%，在高电压下常温（25℃）以1C充放电循环200次后容量保持率仍高达92.6%，在高电压下高温（45℃）以1C充放电循环200次后容量保持率仍高达88.5%，能够在储能领域应用。该项目实施之后能推动新能源电池储能技术的发展，有助于我国能源结构的调整，维护国家能源的安全。 由于本项目成果显著，效益良好，该专利已申请第二十四届中国专利优秀奖。