[發明專利]一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810632115.0
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108878821A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 張冉;張宏立
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 黃少波;金凱

1.一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料，其特征在于：所述高鎳三元正極材料的分子式為LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂，所述氧化鑭的質量為高鎳三元正極材料質量的0.5-10wt%。

2.根據權利要求1所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將鎳源、錳源、鈷源溶于去離子水中配制成溶液A；將沉淀劑溶于去離子水中配制成溶液B；將溶液A和溶液B加入反應裝置中進行共沉淀反應，反應結束后，經陳化、過濾、洗滌、干燥得到鎳鈷錳前驅體；

S2、將鋰源和鑭源溶于去離子水中得到溶液C，然后將溶液C與經S1得到的鎳鈷錳前驅體攪拌混合均勻，蒸發至凝膠狀，干燥得到混合物；

S3、將經S2得到的混合物進行一次煅燒，研磨均勻后，進行二次煅燒，降至常溫后研磨過篩，得到表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料。

3.根據權利要求2所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述溶液A中的鎳源、錳源和鈷源的總摩爾濃度為0.8-2.0mol/L；鎳源、鈷源和錳源的摩爾比為8:1:1。

4.根據權利要求2所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述沉淀劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、草酸鈉中的一種或兩種以上的混合物。

5.根據權利要求2所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述鎳源、鈷源和錳源的總摩爾數與沉淀劑的摩爾數之比為1：1-1：2。

6.根據權利要求2所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述鎳源為硫酸鎳、乙酸鎳、硝酸鎳中的一種或者多種的混合物；所述錳源為硫酸錳、乙酸錳、硝酸錳中的一種或多種的混合物；所述鈷源為硫酸鈷、乙酸鈷、硝酸鈷中的一種或多種的混合物；所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、醋酸鋰、氯化鋰、氟化鋰、磷酸鋰、磷酸氫鋰、磷酸二氫鋰中的一種或多種的混合物；所述鑭源為硝酸鑭、氯化鑭、醋酸鑭中的一種或多種的混合物。

7.根據權利要求2所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述S1中將溶液A和溶液B同時滴加到反應釜中進行共沉淀反應，在滴加溶液A和溶液B的過程中，用氨水調節體系的pH值為7-11；所述共沉淀反應在氮氣氛圍下進行，共沉淀反應的溫度為35-55℃，時間為4-12h。

8.根據權利要求2所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述S1中的陳化時間為6-12h。

9.根據權利要求2所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述S2的具體步驟為：將鋰源和瀾源依次溶于去離子水中得到溶液C，將S1中的鎳鈷錳前驅體均勻分散于容器中，逐滴加入溶液C，通過磁力充分攪拌30-60min，混合均勻后，在60-90℃下磁力攪拌蒸發至凝膠狀，再放入真空干燥箱中，在60-100℃下干燥6-24h得到混合物。

10.根據權利要求2所述的一種表面包覆氧化鑭的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述一次煅燒的工藝為：將經S2得到的混合物在空氣或氧氣氛圍下，以3-5℃/min的升溫速率加熱至400-550℃，保溫3-8h；所述二次煅燒的工藝為：以3-5℃/min的升溫速率加熱至700-900℃，保溫10-16h。