[發(fā)明專利]鋰鎳鈷錳正極材料及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310472957.1 | 申請日： | 2013-10-11 |
| 公開（公告）號： | CN103490060A | 公開（公告）日： | 2014-01-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳振豪;郎野;何金華;吳承仁;夏恒濤 | 申請（專利權(quán)）人： | 寧德新能源科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/505 | 分類號： | H01M4/505;H01M4/525 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202 | 代理人： | 王基才;王冬華 |
| 地址： | 352100 福建*** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰鎳鈷錳 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種鋰鎳鈷錳正極材料，其特征在于，所述鋰鎳鈷錳正極材料包括：含有鋰鎳鈷錳氧化物的內(nèi)核純相層，厚度為5-8μm；含有包覆元素Li、Al、Mg、Ti、Zr的氧化物、磷酸鹽或氟化物的表面包覆層，厚度為50-100nm；以及位于內(nèi)核純相層和表面包覆層之間含有摻雜元素Al、Mg、Ti、Zr或稀土元素中的一種的淺表摻雜過渡層，厚度為1-2μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰鎳鈷錳正極材料，其特征在于，所述鋰鎳鈷錳正極材料的通式為LiNixCoyMn1-x-yAZCwO2，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，z為0.01-0.04，w為0.001-0.005；A為淺表摻雜過渡層中的摻雜元素Al、Mg、Ti、Zr或稀土元素；C為表面包覆元素，選自Li、Al、Mg、Ti、Zr。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰鎳鈷錳正極材料，其特征在于，所述通式LiNixCoyMn1-x-yAZCwO2中，x=0.33，y=0.33；或x=0.5，y=0.2；或x=0.4，y=0.4；或x=0.8，y=0.1；或x=0.4，y=0.2。
4.一種鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、間隔于正負(fù)極之間的隔離膜，以及電解液，其特征在于，所述正極含有權(quán)利要求1至3中任一項所述的鋰鎳鈷錳正極材料。
5.一種權(quán)利要求1至3中任一項所述的鋰鎳鈷錳正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)提供前驅(qū)體(NixCoyMn1-x-y)(OH)2粉末，D50=5-8μm；
2)將摻雜元素Al、Mg、Ti、Zr或稀土元素的化合物通過液相法均勻沉積到(NixCoyMn1-x-y)(OH)2前驅(qū)體上，沉積后的前驅(qū)體D50=8-10μm，再與鋰鹽粉末按一定比例均勻混合進(jìn)行第一次高溫?zé)Y(jié)，高溫煅燒得到體相摻雜鋰鎳鈷錳正極材料初級產(chǎn)品；
3)在鋰鎳鈷錳正極材料初級產(chǎn)品的表面包覆含有包覆元素Li、Al、Mg、Ti、Zr的氧化物、磷酸鹽或氟化物的表面包覆層，進(jìn)行第二次高溫處理，在500-700℃高溫處理3-7h，獲得鋰鎳鈷錳正極材料LiNixCoyMn1-x-yAZCwO2，其中，0＜x＜1,0＜y＜1，z為0.01-0.04，w為0.001-0.005。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟1)中，通過將水溶性金屬鎳鹽、鈷鹽和錳鹽按一定的Ni、Co、Mn摩爾比配成混合溶液，將混合溶液與沉淀劑、形貌控制劑同時滴加到反應(yīng)容器中，控制體系的pH值和反應(yīng)溫度，反應(yīng)一段時間后過濾、洗滌、真空干燥后得到前驅(qū)體(NixCoyMn1-x-y)(OH)2粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰鎳鈷錳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中，含摻雜元素Al、Mg、Ti、Zr或稀土元素的化合物為摻雜元素Al、Mg、Ti、Zr或稀土元素的可溶性醋酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、納米氧化物中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰鎳鈷錳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中，摻雜元素Al、Mg、Ti、Zr或稀土元素與鎳鈷錳金屬總和的摩爾比為0.001-0.20，優(yōu)選為0.01-0.04，表面包覆層與正極材料總質(zhì)量的重量比為0.001-0.05，優(yōu)選為0.005-0.02。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰鎳鈷錳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2)步中，所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰中的一種或幾種，所述鋰鹽與前驅(qū)體的金屬摩爾總和比為1.01-1.10，優(yōu)選1.02-1.05。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰鎳鈷錳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1)中，金屬離子的總濃度為1-3M，沉淀劑的濃度為2-6M，體系的pH值10.0-12.0，含摻雜元素Al、Mg、Ti、Zr或稀土元素的化合物的尺寸為5-100nm，高溫煅燒的溫度為800-950℃，時間為10-24h。
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