[發明專利]四元正極材料、制備方法和用途

在審

• 申請號: 201811452221.7
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109449438A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 任東;于英超;沈赟;方艷
• 申請（專利權）人: 林奈（中國）新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種四元正極材料前驅體，所述四元正極材料前驅體為核殼結構，所述核的材料化學式為Ni_1?x?y?zCo_xAl_yMn_zCO₃，所述殼的材料化學式為Ni_1?r?s?tCo_rAl_sMn_t(OH)₂，1?x?y?z為0.80至0.96范圍內的數值；x大于0；y為0.01至0.10范圍內的數值；z為0.01至0.10范圍內的數值；1?r?s?t為0.34至0.70范圍內的數值；r大于0；s為0.20至0.40范圍內的數值；t為0.20至0.40范圍內的數值。本發明的四元正極材料結構穩定，安全性能高，且循環壽命長、熱穩定性好。

技術領域

本發明涉及電極材料領域，具體涉及一種四元正極材料前驅體、四元正極材料、制備方法及用途。

背景技術

鋰離子電池作為一種新型的綠色能源，具有比能量高、自放電小、開路電壓高、無記憶效應、循環壽命長、無環境污染等優點，因此被廣泛用作手機、筆記本電腦、數碼相機等電子產品的電源，同時，鋰離子電池也是電動汽車電源，又是太陽能再生能源的儲能電源。我們所熟知的離子電池正極材料主要有鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、三元材料以及磷酸鐵鋰等，但由于鈷資源匱乏，且毒性較大，造成鈷酸鋰生產成本居高不下，并對環境產生了不可逆轉的影響；鎳酸鋰材料資源豐富在克容量的發揮與比能量方面都具有優勢，但是其循環性能較差，限制了其產業化的應用；錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優點，但其循環性能及電化學穩定性較差，而大大限制了其產業化；磷酸鐵鋰材料的安全性與循環壽命都有顯著的優點，但是材料自身壓實密度太低，造成電池比能量不高，所以限制了整車在續航里程方面提升的空間；三元材料的成本低，相當于鈷酸鋰的1/4且更綠色環保，相比較其他幾種材料提升了電池的能量密度，但是目前其安全性不夠高。

發明內容

本方明的目的在于提供一種安全性能優良的四元正極材料；并提供該正極材料的制備方法及該正極材料的用途，從而促進鋰離子電池進一步推廣應用。

為解決上述技術問題，本發明公開了一種四元正極材料前驅體材料，所述四元正極材料前驅體為核殼結構，所述核的材料化學式為Ni1-x-y-zCoxAl_yMn_zCO₃，所述殼的材料化學式為Ni_1-r-s-tCo_rAl_sMn_t(OH)₂，1-x-y-z為0.80至0.96范圍內的數值；

x大于0；

y為0.01至0.10范圍內的數值；

z為0.01至0.10范圍內的數值；

1-r-s-t為0.34至0.70范圍內的數值；

r大于0；

s為0.20至0.40范圍內的數值；

t為0.20至0.40范圍內的數值。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種四元正極材料前驅體的制備方法，包括以下步驟：

步驟(a)、前驅體核Ni_1-x-y-zCo_xAl_yMn_zCO₃的制備