[發明專利]一種高電化學活性三元正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711242887.5
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107978751B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 任萬里;李勇華;佘圣賢;袁徐俊;黃連友;張浩波;徐杰;戚洪亮;朱永波
• 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;H01M4/38;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

1.一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)制備含有摻雜元素M的中位粒徑為8～30μm的大顆粒團聚體三元材料A和含有摻雜元素M的中位粒徑為1～8μm的小顆粒團聚體三元材料B；

(2)將步驟(1)所述大顆粒團聚體三元材料A和小顆粒團聚體三元材料B置于攪拌混料罐中，采用濕法包覆的方法在材料表面包覆一層包覆物，得到高電化學活性三元正極材料；

所述M為Al、Zr、Mg、Ti、Sn、Zn、Er、Ca、Sr、Ba、B、Y、Sm、V、Nb、Ce、La元素中的任意一種或多種；

所述包覆物包含G元素，所述G為Al、Zr、Mg、Si、Ti、Sn、Zn、Zr、Ca、Sr、Ba、B、Y、Sm、V、Nb、Ce、La元素中的任意一種或多種。

2.一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將鋰源、過渡金屬氧化物前驅體或過渡金屬氫氧化物前驅體和摻雜元素M的來源化合物混合，然后在空氣或氧氣氣氛中焙燒，再將焙燒后的物料粉碎為中位粒徑為8～30μm的大顆粒團聚體三元材料A和中位粒徑為1～8μm的小顆粒團聚體三元材料B；所述過渡金屬氧化物前驅體的通式為(Ni_(1-x-y)Co_xMn_y)₃O₄，其中0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＜1；所述過渡金屬氫氧化物前驅體的通式為Ni_(1-x-y)Co_xMn_y(OH)₂，其中0＜x＜1，0＜y＜1，x+y＜1；所述M為Al、Zr、Mg、Ti、Sn、Zn、Er、Ca、Sr、Ba、B、Y、Sm、V、Nb、Ce、La元素中的任意一種或多種；

(2)將步驟(1)制備得到的所述大顆粒團聚體三元材料A和小顆粒團聚體三元材料B置于裝有去離子水的攪拌混料罐中攪拌，然后在攪拌狀態下加入含有G元素的包覆液，攪拌條件下真空干燥，干燥后在空氣或氧氣氣氛下熱處理，得到高電化學活性三元正極材料；所述G為Al、Zr、Mg、Si、Ti、Sn、Zn、Zr、Ca、Sr、Ba、B、Y、Sm、V、Nb、Ce、La元素中的任意一種或多種。

3.如權利要求2所述的一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述鋰源中的Li原子與所述過渡金屬氧化物前驅體或過渡金屬氫氧化物前驅體中所有過渡金屬原子之和的物質的量之比為(0.9～1.3)∶1.0。

4.如權利要求2所述的一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述摻雜元素M的來源化合物為摻雜元素M的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽中的任意一種或多種混合物。

5.如權利要求2所述的一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述攪拌時按所述大顆粒團聚體三元材料A與所述小顆粒團聚體三元材料B的質量比為(0～10)∶(10～0)比例稱重。

6.如權利要求2所述的一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述包覆液為含有G元素的酸堿性氧化物溶膠、酸堿性氧化物懸濁液、氫氧化物懸濁液、碳酸鹽懸濁液、可溶性化合物溶液中的任意一種或多種的混合物。

7.如權利要求2所述的一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述G元素與所述正極材料中過渡金屬元素之和的物質的量之比為0.0001～0.1。

8.如權利要求2所述的一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述攪拌溫度為30～200℃。

9.如權利要求2所述的一種高電化學活性三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述熱處理時的升溫速率為1～10℃/min，熱處理溫度為200～1000℃，熱處理時間為2～25h。

10.一種高電化學活性三元正極材料，其特征在于，采用權利要求1～9任意一項所述方法制備得到。