[發(fā)明專利]一種快離子導體包覆改性高鎳正極材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108023077A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 胡常青;佘圣賢;袁徐俊;謝恒斌;梅文捷;于建;劉志遠
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務所(普通合伙) 33239
• 代理人: 吳曉微

1.一種快離子導體包覆改性高鎳正極材料，其特征在于，所述快離子導體包覆改性高鎳正極材料，包括：

基材，所述基材為式I所示的化合物：

LiNi1-x-yCoxMnyMzO2；

式I中，0＜x≤0.20，0＜y≤0.20，0＜z≤0.1；所述M為Al、Mg、Ti、Zr、Mn、Ni、Sn、Co、Zn、W、Mo、Ru、Ca、Sr、Ba、B、Y、V、Nb元素中的任意一種或多種；

所述基材的表面包覆有包覆層；

所述包覆層中的包覆元素選自包括Al、Zr、Sn、Nb、Ti、V、P元素中的任意一種或多種的鹽或氧化物。

2.如權(quán)利要求1所述的一種快離子導體包覆改性高鎳正極材料，其特征在于，所述包覆時采用的包覆劑為納米級粉體，所述包覆層中化合物的摩爾數(shù)與基材中鎳鈷錳酸鋰化合物的摩爾數(shù)之比為n，0＜n≤0.1；所述包覆層中的金屬元素總重占所述正極材料總重的0.05～5％。

3.一種快離子導體包覆改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將鎳鹽、鈷鹽與錳鹽溶于去離子水中，得到鹽溶液；將沉淀劑與去離子水混合，得到沉淀劑溶液；將絡合劑與去離子水混合，得到絡合劑溶液；將所述鹽溶液、沉淀劑溶液與絡合劑溶液并流通入反應釜中混合，進行共沉淀反應，溢流至陳化-洗滌反應釜中，進行陳化、洗滌，離心甩干，烘干過篩，得到鎳鈷錳氫氧化物前驅(qū)體；所述鎳鹽中鎳離子、鈷鹽中鈷離子及錳鹽中錳離子的摩爾比為(1-x-y)∶x∶y，0＜x≤0.20，0＜y≤0.20；

(2)將步驟(1)所述鎳鈷錳氫氧化物前驅(qū)體、氫氧化鋰與含M化合物機械混合，于氧氣氣氛中中燒結(jié)，然后在氧氣氣氛下冷卻至室溫，后經(jīng)對輥、粉碎、過篩后，得到基材；所述M為Al、Mg、Ti、Zr、Mn、Ni、Sn、Co、Zn、W、Mo、Ru、Ca、Sr、Ba、B、Y、V、Nb元素中的任意一種或多種，所述鎳鹽中鎳離子、鈷鹽中鈷離子、錳鹽中錳離子與所述M的摩爾比為(1-x-y)∶x∶y∶z，0＜x≤0.20，0＜y≤0.20，0＜z≤0.1；

(3)將步驟(2)所述基材投入去離子水中混合，連續(xù)攪拌進行水洗，離心、烘干、過篩后得到水洗烘干產(chǎn)物；

(4)將步驟(3)所述烘干產(chǎn)物與包覆劑混合均勻后進行包覆，包覆后進行二次燒結(jié)，在空氣氣氛下冷卻至室溫，過篩，得到快離子導體包覆改性高鎳正極材料；所述包覆劑選自包括Al、Zr、Sn、Nb、Ti、V、P元素中的任意一種或多種的鹽或氧化物；所述包覆劑的質(zhì)量為基材質(zhì)量的A％，0.01＜A≤5。

4.如權(quán)利要求3所述的一種快離子導體包覆改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述鹽溶液中金屬離子的濃度為1.0～2.5mol/L；所述沉淀劑溶液的濃度為5～15mol/L；所述絡合劑溶液的濃度為0.1～10mol/L。

5.如權(quán)利要求3所述的一種快離子導體包覆改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述共沉淀反應時反應溫度為40～80℃；所述共沉淀反應時控制反應體系的pH值為10～13；所述共沉淀反應在攪拌條件下進行，所述攪拌的速度為100～400rpm。

6.如權(quán)利要求3所述的一種快離子導體包覆改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述陳化在攪拌條件下進行，所述攪拌的速度為200～400rpm；所述陳化時間為1～10h；所述洗滌用濃度為5～20mol/L的氫氧化鈉溶液進行；所述洗滌時間為20～60min；所述洗滌后再用去離子水洗至濾液pH為7～10時停止，后離心甩干；所述烘干溫度為50～150℃；所述烘干時間為8～16h；所述烘干時控制水含量≤1％。