[發明專利]一種含氟的動力電池用正極材料

在審

• 申請號: 201711424871.6
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108039481A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 祝國安
• 申請（專利權）人: 湖北環天高科新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 東莞市神州眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 劉漢民

1.一種含氟的動力電池用正極材料，其特征在于：包括核結構、第一殼結構和第二殼結構，所述第一殼結構位于所述核結構和所述第二殼結構之間，所述核結構的組成為Li[Nix1Coy1Mnz1]O2-f1Ff1，其中，0.8≤x1≤0.85，x1+y1+z1＝1，y1＞0，z1＞0，0.01≤f1≤0.05，所述殼結構的組成為Li[Nix2Coy2Mnz2]O2-f2Ff2；

所述第一殼結構的最內層的組成中，x2＝x1，y2＝y1，z2＝z1，f2＝f1；

所述第一殼結構的最外層的組成中，0.4≤x2≤0.5，0.05≤y2≤0.15，z2＞0，x2+y2+z2＝1，0.01≤f2≤0.05；

并且從內至外，所述第一殼結構的組成中的Ni的摩爾含量逐漸減小，Mn的摩爾含量逐漸增加，Co的摩爾含量逐漸增加或者不變；

所述第一殼結構上形成有若干個貫通的微孔，微孔的一端連通所述核結構，微孔的另一端連通所述第一殼結構的外表面；

所述第二殼結構的成分為AlF3。

2.根據權利要求1所述的含氟的動力電池用正極材料，其特征在于：所述核結構的粒徑為1μm-5μm。

3.根據權利要求1所述的含氟的動力電池用正極材料，其特征在于：所述第一殼結構的厚度為500nm-10μm，所述第二殼結構的厚度為20nm-100nm，AlF3的質量占所述正極材料的質量百分比為0.5％-4％。

4.根據權利要求1所述的含氟的動力電池用正極材料，其特征在于：所述微孔的孔徑為50nm-500nm。

5.一種權利要求1至4任一項所述的正極材料的制備方法，其特征在于，至少包括如下步驟：

第一步，核結構前驅體的制備：按摩爾比例x1：y1：z1分別稱取鎳鹽、鈷鹽和錳鹽，配成濃度為1mol/L-3mol/L的第一混合溶液，然后通過第一蠕動泵將該第一混合溶液滴入惰性氣體保護的連續攪拌反應釜中，反應過程中，加入造孔劑、絡合劑氨水，并采用氫氧化鈉溶液作為沉淀劑，控制pH值為10-11.5，溫度維持在40℃-80℃，反應時間為3h-10h，得到含有造孔劑的核結構前驅體；

第二步，第一殼結構前驅體的制備：按摩爾比例(2x2-x1)：(2y2-y1)：(2z2-z1)分別稱取鎳鹽、鈷鹽和錳鹽，其中，x2，y2和z2分別為所述殼結構的最外層的組成中Ni、Co和Mn的下標，配成濃度為1mol/L-3mol/L的第二混合溶液，然后通過第二蠕動泵將該第二混合溶液滴入第一混合溶液中，形成新的混合溶液，通過第一蠕動泵將該新的混合溶液滴入第一步的惰性氣體保護的連續攪拌反應釜中，并繼續加入絡合劑氨水和氫氧化鈉溶液，控制pH值為10-11.5，溫度維持在40℃-80℃，反應時間為5h-15h，在核結構前驅體的外表面形成第一殼結構前驅體，洗滌，干燥，得到前驅體粉末；

第三步，將鋰源、LiF與前驅體粉末充分攪拌，得到混合材料，將混合材料置于剛玉坩堝中，在氧氣氣氛的管式爐中于700℃-900℃燒結4h-20h，得到待包覆正極材料；

第四步，將第三步得到的待包覆正極材料、Al(NO3)3加入去離子水中攪拌，然后將NH4F逐滴滴入，生成AlF3沉淀并沉積在待包覆正極材料表面，洗滌，過濾，干燥，然后在500℃-700℃下通氧煅燒3h-7h，得到正極材料。