三元材料重要改性方法专利分析

发布时间：2021-06-01 00:30

　　锂离子电池主要有四大材料构成,其中,正极材料是四大材料中的核心材料,本文从专利角度分析了正极材料的发展现状,重点分析了正极材料中三元材料重要改性方法的专利技术路线,经过分析发现掺杂和包覆是最常规且发展迅速的重要改性手段;进一步针对掺杂和包覆分析了申请量逐年分布情况,从申请量上发现近些年掺杂改性的申请量一直高于包覆改性的申请量,三元正极材料的改性研究主要集中在掺杂改性技术上;并以Li[Ni,Co,Mn]O₂（NCM）为例探讨了三元材料中Ni、Co、Mn三种元素比例分布对三元材料性能的影响。 

【文章来源】：河南科技. 2020,(03)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

锂离子电池核心材料技术分解示意图

掺杂和包覆改性的申请量均在2011年附近开始迅速增长，这可能也与市场对电池产业的需求度息息相关。根据统计，在2010年以前，市场上在电动汽车领域对电池的需求度极低，但是，自2010年起市场对电池汽车电池产业的需求度持续增长，2012、2013年增长在30%以上，随着电动汽车和混合动力汽车的产业化，产业和科研院所均看到了动力电池的潜在价值，与此同时，产业和科研院所均将注意力转移到寻求合适的动力电池正极材料上面，而三元复合氧化物也正好是非常适合用于动力电池的正极材料之一，在该时间点附近，大批的人力和物力被投入动力电池正极材料三元复合氧化的生产和研发，上述发展史直接导致2011年前后三元材料的掺杂和包覆改性申请量的递增，同时也带动了整个电池正极产业的发展。随后，掺杂和包覆改性申请量逐年上升，2019年申请量可能因为部分专利申请未公开，数据有所影响。在2013年后，掺杂改性的申请量一直高于包覆改性的申请量，且近些年针对掺杂和包覆的研究并未减少，可见，三元正极材料的主要改性研究主要集中在掺杂改性技术上。

之所以三元材料的配比得到如此强烈的关注，主要是因为在三元材料中，三种元素在材料中起不同的作用，Ni可以是+2和+3价，Co一般认为是+3价，Mn一般是+4价，充电电压低于4.4V时，一般认为主要是Ni2+参与电化学反应形成Ni4+；继续充电在较高电压下Co3+参与反应氧化到Co4+，而Mn则一般认为不参与电化学反应。图4 三元NCM各比例分布相图

【参考文献】：
期刊论文
[1]镍钴锰酸锂三元正极材料的研究进展[J]. 吴哲,胡淑婉,曹峰,鲁扬.  电源技术. 2018(07)
[2]锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用[J]. 蔡少伟.  电源技术. 2013(06)



本文编号：3209287