[發(fā)明專利]復(fù)合包覆改性的鋰離子電池正極材料及其制備方法、正極和鋰離子電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811314411.2
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109411733A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程潔;陳玉超;張偉;周舟;劉玉璽;王麗萍;陳社;張敏
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺卓能鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京英創(chuàng)嘉友知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11447
• 代理人: 董琳;耿超

1.一種復(fù)合包覆改性的鋰離子電池正極材料，其特征在于，該正極材料包括核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，所述核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料包括內(nèi)核和包覆在所述內(nèi)核表面的殼層，所述內(nèi)核為鎳鈷錳酸鋰顆粒，所述殼層包括第一納米金屬氧化物和第二納米金屬氧化物，所述第一納米金屬氧化物為納米氧化鎢，所述第二納米金屬氧化物包括納米氧化鋁、納米氧化硅、納米氧化鈦、納米氧化鋯和納米氧化鎂中的至少一種，以金屬元素計，所述第一納米金屬氧化物和所述第二納米金屬氧化物的重量比為1:(0.5～2.0)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其中，所述核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的平均粒徑為8～14μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正極材料，其中，所述內(nèi)核為鎳鈷錳酸鋰的二次顆粒，所述鎳鈷錳酸鋰的化學(xué)式為Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂，其中0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其中，所述核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的XRD譜圖的(003)衍射峰的峰強度I₀₀₃和(104)衍射峰的峰強度I₁₀₄的比值I₀₀₃/I₁₀₄為1.1≤I₀₀₃/I₁₀₄≤1.5；所述核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的(104)衍射峰的半峰寬為0.2～0.26。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其中，所述鎳鈷錳酸鋰顆粒與所述第一納米金屬氧化物和所述第二納米金屬氧化物的重量比為1:(0.0005～0.005):(0.00025～0.0025)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其中，所述第二納米金屬氧化物為納米氧化鈦和納米氧化鋁的混合物；以金屬元素計納米氧化鎢、納米氧化鈦和納米氧化鋁的重量之比為1:(0.25～1.0):(0.25～1.0)。

7.制備權(quán)利要求1～6中任意一項所述的鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1，使鎳鈷錳三元前驅(qū)體與鋰源進(jìn)行第一混合后，然后在含氧氣體氛圍進(jìn)行第一焙燒，所述第一焙燒的溫度為800～950℃，時間為10～20h，得到第一焙燒產(chǎn)物；

S2，使所述第一焙燒產(chǎn)物與所述第一納米金屬氧化物和所述第二納米金屬氧化物進(jìn)行第二混合后進(jìn)行第二焙燒，所述第二焙燒的溫度為400～600℃，時間為8～16h，得到所述鋰離子電池正極材料；

其中，以鋰元素計所述鋰源與所述鎳鈷錳三元前驅(qū)體的用量摩爾比為(1.010～1.060)：1，以金屬元素計，所述第一納米金屬氧化物、所述第二納米金屬氧化物與所述第一焙燒產(chǎn)物的用量重量比為(0.0005～0.005):(0.00025～0.0025):1。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述含氧氣體氛圍的氧氣含量為50～100mol％；

所述第一納米金屬氧化物的粒徑為10～100nm，所述第二納米金屬氧化物的粒徑為10～100nm；

所述鋰源為選自碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰或氟化鋰，或者為它們中兩者或三者或四者的組合；

所述鎳鈷錳三元前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)式為Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂，其中0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.2。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述第一納米金屬氧化物為納米氧化鎢，所述第二納米金屬氧化物為納米氧化鈦和納米氧化鋁的混合物；以金屬元素計所述納米氧化鎢、所述納米氧化鈦和所述納米氧化鋁的重量之比為1：(0.25～1.0):(0.25～1.0)；所述納米氧化鎢、所述納米氧化鈦和所述納米氧化鋁的粒徑之比為1:(0.2～1.0):(0.2～1.0)。