[發明專利]一種鋰離子電池多元正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710028307.6
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN108269998A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 茹敏朝;張學全;劉亞飛;陳彥彬;李珊珊
• 申請（專利權）人: 北京當升材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/36;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋰離子電池多元正極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂多元前驅體、鋰源和M元素化合物按一定摩爾比充分均勻混合，或者將Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂多元前驅體和鋰源按一定摩爾比充分均勻混合；其中，鋰源的加入量為Li：（Ni+Co+Mn+ M）的摩爾比=0.95~1.10；

（2） 將步驟（1）得到混合物在干燥空氣氣氛下進行燒結，溫度為800~1000℃，時間為5~20小時，冷卻、破碎、過篩后得到摻雜內核；

（3）將M′元素的化合物粉末與摻雜內核按一定比例均勻混合；或將M′元素化合物溶液與去離子水均勻混合分散后，加入一定比例的摻雜內核進行快速攪拌、烘干；

（4）將步驟（3）得到的混合物經過熱處理，冷卻、過篩后得到正極材料；

所得正極材料包括：摻雜內核和氧化物層，具有α~NaFeO₂層狀結構，中位徑D₅₀為3~9μm，平均化學組成為：

Li[Ni_xCo_yMn_zM_m]O₂·n[M′_wO]

其中，摻雜內核為Li[Ni_xCo_yMn_zM _m]O₂，M為Al、Y、Si、Zr、Ti、Mg元素中的一種或多種，M′為Al、Ce、Zr、Y、Yb、W、Ti、Si、B、Mg、La元素中的一種或多種；

其中，x+y+z+m=1，0.0005≤m≤0.03， 0.0005≤n≤0.05。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池多元正極材料的制備方法，其特征在于步驟（1）所述多元前驅體的中位徑D₅₀為2~8μm，優選的，所述多元前驅體的中位徑D₅₀為3.5-6μm。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池多元正極材料的制備方法，其特征在于步驟（1）

中所述的M元素加入量控制在M：（Ni+Co+Mn）的摩爾比為0 .0005~0.03：1；優選的，所述M 元素加入量控制在M：（Ni+Co+Mn）的摩爾比=0.001~0.02：1。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池多元正極材料的制備方法，其特征在于步驟（1）中所述的M元素化合物為M元素的納米氧化物、草酸鹽、碳酸鹽或羥基氧化物中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的鋰離子電池多元正極材料的制備方法，其特征在于步驟（3）中所述的M′元素加入量控制在M′氧化物與摻雜內核的摩爾比為0.0005~0.05:1；優選的，M′氧化物與摻雜內核的摩爾比為0.001~0.03:1。

6.根據權利要求1所述的鋰離子電池多元正極材料的制備方法，其特征在于（3）中所述的M′元素化合物為M′元素的納米氧化物、氟化物、磷酸鹽、碳酸鹽或羥基氧化物中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的鋰離子電池多元正極材料的制備方法，其特征在于步驟（3）中所述的M′元素引入形式是粉末、溶液、溶膠或懸濁液中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的鋰離子電池多元正極材料的制備方法，其特征在于步驟（4）中所述的熱處理溫度為100-600℃，時間為2~15小時。