[發(fā)明專(zhuān)利]一種鎳基鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410665669.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104409700B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅儒生;楊順毅;黃友元;任建國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

1.一種鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，包括內(nèi)核、摻雜層和包覆層；

內(nèi)核的化學(xué)式為L(zhǎng)i_aNi_xCo_yM_zO₂，其中M為Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Sr、Al、Ga、In、Ge、Zr、Cr中的一種或兩種以上的組合，1.0≤a≤1.2，0.7≤x＜1.0，0＜y≤0.2，0≤z≤0.1，x+y+z＝1；

摻雜層為含有M’的內(nèi)核，其中M’為B、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Sr、Al、Si、Ti、Ga、In、Ge、Sn、V、Nb、Ru、Zr、Cr、P、Mo中的一種或兩種以上的組合；

包覆層中至少包含M’和氧元素；

所述正極材料具有核殼結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次為內(nèi)核、摻雜層、包覆層；

其中，所述鎳基鋰離子電池正極材料的制備方法包括以下步驟：

(1)鎳基前驅(qū)體粉末與鋰源混合均勻，第一次熱處理后獲得鎳基鋰離子電池正極材料基體內(nèi)核；

(2)將含有摻雜和包覆元素M’的粉末狀添加劑A與步驟(1)所得鎳基鋰離子電池正極材料基體內(nèi)核采用干法混合的方式混合均勻，第二次熱處理得到摻雜和包覆雙改性的鎳基鋰離子電池正極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，步驟(1)中鎳基前驅(qū)體粉末含有Ni、Co、M金屬元素，各金屬元素混合均勻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鎳基前驅(qū)體粉末采用共沉淀法、噴霧干燥法或噴霧熱分解制備。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鎳基前驅(qū)體粉末采用共沉淀技術(shù)制備。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鎳基前驅(qū)體為Ni_xCo_yM_z(OH)₂、Ni_xCo_yM_zOOH、Ni_xCo_yM_zCO₃或Ni_xCo_yM_zC₂O₄中的一種或兩種以上的組合，M為Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Sr、Al、Ga、In、Ge、Zr、Cr中一種或至少兩種以上的組合，0.7≤x＜1.0，0＜y≤0.2，0≤z≤0.1，x+y+z＝1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，步驟(1)中所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰和乙酸鋰中的一種或兩種以上的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鋰源中鋰與前驅(qū)體中金屬的摩爾比為1.0～1.2，金屬包括Ni、Co和摻雜元素M。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，步驟(1)中所述第一次熱處理的氣氛為空氣或氧氣，通入的空氣或氧氣的氣體流量為0.1-60Nm³/h。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，通入的空氣或氧氣的氣體流量為0.1-20Nm³/h。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述的第一次熱處理為階梯式升溫?zé)Y(jié)或連續(xù)式升溫?zé)Y(jié)，第一次熱處理的最高熱處理溫度為500～810℃；第一次熱處理最高熱處理溫度的停留時(shí)間為3-12h。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鎳基鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述升溫的速度為1℃/min至20℃/min。