[發(fā)明專利]一種摻雜的鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料、制備方法及用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810232802.3
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108461750A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任東;方艷;于英超;沈赟
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州林奈新能源有限公司;浙江林奈新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/46;H01M10/0525
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種摻雜的鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料、制備方法及用途，該材料的化學式為(Li_aNi_1?x?yCo_xAl_y)_1?bM_bO₂，x>0，y>0，1?x?y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.01。該材料的制備方法是先將三元正極材料前驅(qū)體Ni_1?x?yCo_xAl_y(OH)_2+y燒結(jié)；然后將燒結(jié)所得物加入鋰源、摻雜材料進行燒結(jié)；最后進行第三次燒結(jié)，得到目標產(chǎn)物。本發(fā)明制備方法合成的摻雜的鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料具有優(yōu)良的循環(huán)性能。本發(fā)明的制備方法包括三次燒結(jié)步驟，工藝簡單，過程可控，易于工業(yè)化量產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電極材料領(lǐng)域，具體涉及一種摻雜的鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料、制備方法及用途。

背景技術(shù)

鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料具有高能量密度、低溫性能好、熱穩(wěn)定性好、成本低以及對環(huán)境毒性小等特點，是動力鋰離子電池領(lǐng)域最具市場發(fā)展前景的正極材料之一。但是由于鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料在寬的電壓范圍內(nèi)會與有機電解質(zhì)發(fā)生強烈的副反應(yīng)，增加電池在充放電過程中的阻抗，降低材料的循環(huán)穩(wěn)定性。

鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料表面的游離鋰，即氧化鋰、氫氧化鋰及碳酸鋰為堿性物質(zhì)，在正極材料配置過程中，鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料表面的堿性物質(zhì)對正極膠液中粘結(jié)劑的攻擊，導致粘結(jié)劑形成雙鍵，產(chǎn)生膠粘，引起漿料果凍，降低涂布效果，影響電芯性能。

因此，如何得提高鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料循環(huán)穩(wěn)定性，降低鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料表面殘堿量，成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本方明的目的在于提供一種循環(huán)性能優(yōu)良的摻雜的鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料及其制備方法，提高鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料循環(huán)穩(wěn)定性，降低鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料表面殘堿量，提高電芯性能；并提供使用該正極材料的鋰離子電池及該正極材料的用途。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種摻雜的鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料，所述摻雜的鎳鈷鋁三元鋰離子電池正極材料的化學式如式 (I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bM_bO₂ (I)

其中a、b、x、y為摩爾分數(shù)，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，

0＜b≤0.01；

M選自堿金屬元素、堿土金屬元素、第13族元素、第14族元素、過渡金族元素及稀土元素中的一種或多種。

作為優(yōu)選，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作為優(yōu)選，M是Ti，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0007。

作為優(yōu)選，M是Ti，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0019。

作為優(yōu)選，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.016。

作為優(yōu)選，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.003。

作為優(yōu)選，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0017。

作為優(yōu)選，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0025。