[發明專利]一種單晶形貌高鎳三元正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711242826.9
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108023078A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 李揚;袁徐俊;佘圣賢;黃連友
• 申請（專利權）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

1.一種單晶形貌高鎳三元正極材料，其特征在于，所述單晶形貌高鎳正極材料包括：基材，所述基材為式I所示的化合物：

LinNi1-x-yCoxMnyMzO2 式I；

式I中，0.95≤n≤1.15，0.00＜x≤0.30，0.00＜y≤0.10，0≤z≤0.05，

所述M為Mg、Zr、Al、Ti、Sr、Nb、Y、F、La中的任意一種或多種；

所述基材的表面包覆有包覆層；所述包覆層包括包覆元素，所述包覆元素為Al、Ba、Zn、Ti、W、Y、Si、Sn、B中的任意一種或多種；

所述高鎳三元正極材料為單晶形貌。

2.如權利要求1所述的一種單晶形貌高鎳三元正極材料，其特征在于，所述高鎳正極材料的D50為2～8μm。

3.如權利要求1所述的一種單晶形貌高鎳三元正極材料，其特征在于，所述包覆層中包覆元素與所述單晶形貌高鎳正極材料中Ni/Co/Mn總和的摩爾比為A；0.00＜A≤0.05。

4.一種單晶形貌高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將可溶性鎳鹽、可溶性鈷鹽、可溶性錳鹽與去離子水混合，得到溶液A；將沉淀劑與去離子水混合，得到溶液B；將絡合劑與去離子水混合，得到溶液C；將所述溶液A、溶液B與溶液C通過并流的形式，同時通入到反應釜中混合，加熱，進行共沉淀反應，反應完成后，經陳化、洗滌、烘干，得到前驅體，即Ni1-x-yCoxMny(OH)2；所述可溶性鎳鹽中鎳離子、可溶性鈷鹽中鈷離子與可溶性錳鹽中錳離子的摩爾比為(1-x-y)∶x∶y，0.00＜x≤0.30；0.00＜y≤0.10；

(2)將步驟(1)所述前驅體、鋰化合物與摻雜金屬化合物混合，在氧氣氣氛中燒結，經冷卻、粉碎后得到基材；所述基材為式I所示的化合物：

LinNi1-x-yCoxMnyMzO2 式I；

式I中，0.95≤n≤1.15，0.00＜x≤0.30，0.00＜y≤0.10，0≤z≤0.05，

所述M為Mg、Zr、Al、Ti、Sr、Nb、Y、F、La中的任意一種或多種；

(3)將步驟(2)所述基材與洗滌劑混合，攪拌，離心并干燥，將干燥后的基材與包覆劑均勻混合，得到包覆產物；所述包覆劑包括包覆元素，所述包覆元素為Al、Ba、Zn、Ti、W、Y、Si、Sn、B中的任意一種或多種；

(4)將步驟(3)所述包覆產物在氧氣氣氛中進行燒結，經冷卻，過篩，得到單晶形貌高鎳三元正極材料。

5.如權利要求4所述的一種單晶形貌高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述溶液A中金屬離子的濃度為1.5～4.0mol/L；所述溶液B的濃度為6～10mol/L；所述溶液C的濃度為120～140mol/L。

6.如權利要求4所述的一種單晶形貌高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述共沉淀反應的溫度為40～60℃；所述共沉淀反應的時間為10～25h；所述共沉淀反應過程中反應液的pH值為10.0～13.0。

7.如權利要求4所述的一種單晶形貌高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述M的摩爾數與前驅體中鎳元素、鈷元素和錳元素總摩爾數的比值為z，0≤z≤0.05。