[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋰離子電池正極材料及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810088934.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108417790A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史俊;何磊;李道聰;夏昕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥市長(zhǎng)遠(yuǎn)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 段曉微;葉美琴

1.一種鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鋰離子電池正極材料包括含有三元鎳鈷錳氧化物的內(nèi)核相層和含有鉻酸鋰的表面包覆層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鋰離子電池正極材料的化學(xué)式為L(zhǎng)i_xNi_aCo_bMn_cCr_dO₂，其中，1≤x≤l.07，0<a<l，0<b<1，0<c<1，0.01≤d≤0.10，且a+b+c+d＝1；優(yōu)選地，化學(xué)式中，0.02≤d≤0.04；優(yōu)選地，所述含有鉻酸鋰的表面包覆層的厚度為10-100nm。

3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將鎳、鈷、錳的硫化物溶液混合配制成混合溶液，然后將混合溶液、NaOH溶液、氨水溶液混合攪拌，發(fā)生反應(yīng)后獲得沉淀物，將沉淀物抽濾、干燥，然后在燒結(jié)氣體氛圍下，將三元前驅(qū)體進(jìn)行燒結(jié)處理，得到鎳鈷錳氫氧化物，即三元前驅(qū)體；

S2、將鋰源、燒結(jié)后的三元前驅(qū)體混合球磨，得到混合粉料，接著將混合粉料進(jìn)行燒結(jié)后得到鎳鈷錳三元材料；

S3、將鎳鈷錳三元材料、鉻酸鋰混合攪拌，然后煅燒，得到包覆鉻酸鋰的鎳鈷錳三元材料，即得到鋰離子電池正極材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，S1中，混合攪拌過(guò)程中控制pH值為10.0-12.0；優(yōu)選地，S1中，混合攪拌過(guò)程中控制pH值為10.4-11.6；優(yōu)選地，S1中，反應(yīng)溫度為40-70℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，S1中，所述燒結(jié)氣體選自氧氣、空氣、壓縮空氣中的至少一種；優(yōu)選地，S1中，燒結(jié)氣體的流量為0.l-1.5L/min/kg；優(yōu)選地，S1中，燒結(jié)的溫度為450-700℃，時(shí)間為4-8h；優(yōu)選地，S1中，燒結(jié)的溫度為600℃，時(shí)間為6h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，S2中，鋰源選自鋰的氧化物、鹵化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、草酸鹽中的至少一種；優(yōu)選地，S2中，三元前驅(qū)體與鋰源(以鋰元素計(jì))的摩爾比為1：1-1.07。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，S2中，所述燒結(jié)為在燒結(jié)氣體氛圍下，先在450-700℃下燒結(jié)3-10h后升至650-1000℃下燒結(jié)8-20h；優(yōu)選地，S2中，所述燒結(jié)為在燒結(jié)氣體氛圍下，先在500℃下燒結(jié)6h后升至850℃下燒結(jié)10h；優(yōu)選地，所述燒結(jié)氣體選自氧氣、空氣、壓縮空氣中的至少一種；優(yōu)選地，所述燒結(jié)氣體的氣體流量為0.l-1.5L/min/kg。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，S3中，所述鉻酸鋰選自Li₂CrO₄·2H₂O、Li₂CrO₄中的至少一種；優(yōu)選地，S3中，所述鎳鈷錳三元材料與鉻酸鋰的摩爾比為1：0.02-0.08；優(yōu)選地，S3中，所述鎳鈷錳三元材料與鉻酸鋰的摩爾比為1：0.02-0.04；優(yōu)選地，S3中，所述攪拌的時(shí)間為0.5-2h。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，S3中，所述煅燒的溫度為450-700℃，煅燒時(shí)間為2-10h；優(yōu)選地，S3中，所述煅燒的溫度為550℃，煅燒時(shí)間為6h。

10.一種鋰離子電池，包括殼體、置于殼體內(nèi)的正極、負(fù)極、隔膜及電解液，隔膜位于所述正極和負(fù)極之間，其特征在于，所述正極的活性物質(zhì)為權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述鋰離子電池正極材料。