[發(fā)明專利]三元核-四元?dú)ふ龢O材料、制備方法和用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811452222.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN109585846A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任東;于英超;沈赟;方艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林奈（中國(guó)）新能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/505
• 分類號(hào): H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種正極材料前驅(qū)體，所述正極材料前驅(qū)體為核殼結(jié)構(gòu)，所述核的材料化學(xué)式為Ni_1?x?yCo_xAl_y(OH)₂，所述殼的材料化學(xué)式為Ni_1?r?s?tCo_rAl_sMn_tCO₃，1?x?y為0.80至0.96范圍內(nèi)的數(shù)值；x大于0；y為0.01至0.10范圍內(nèi)的數(shù)值；1?r?s?t為0.34至0.70范圍內(nèi)的數(shù)值；r大于0；s為0.20至0.40范圍內(nèi)的數(shù)值；t為0.20至0.40范圍內(nèi)的數(shù)值。本發(fā)明的正極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性能高，且循環(huán)壽命長(zhǎng)、熱穩(wěn)定性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電極材料領(lǐng)域，具體涉及一種正極材料前驅(qū)體、正極材料、制備方法及用途。

背景技術(shù)

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(wú)記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用作手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品的電源，同時(shí)，鋰離子電池也是電動(dòng)汽車電源，又是太陽(yáng)能再生能源的儲(chǔ)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、核殼結(jié)構(gòu)正極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(chǎn)成本居高不下，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)的影響；鎳酸鋰材料資源豐富在克容量的發(fā)揮與比能量方面都具有優(yōu)勢(shì)，但是其循環(huán)性能較差，限制了其產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用；錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無(wú)污染、安全性好、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn)，但其循環(huán)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性較差，而大大限制了其產(chǎn)業(yè)化；磷酸鐵鋰材料的安全性與循環(huán)壽命都有顯著的優(yōu)點(diǎn)，但是材料自身壓實(shí)密度太低，造成電池比能量不高，所以限制了整車在續(xù)航里程方面提升的空間；核殼結(jié)構(gòu)正極材料的成本低，相當(dāng)于鈷酸鋰的1/4且更綠色環(huán)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(fā)明內(nèi)容

本方明的目的在于提供一種安全性能優(yōu)良的正極材料；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(jìn)鋰離子電池進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種正極材料前驅(qū)體材料，所述正極材料前驅(qū)體為核殼結(jié)構(gòu)，所述核的材料化學(xué)式為Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂，所述殼的材料化學(xué)式為Ni_1-r-s-tCo_rAl_sMn_tCO₃，1-x-y為0.80至0.96范圍內(nèi)的數(shù)值；

x大于0；

y為0.01至0.10范圍內(nèi)的數(shù)值；

1-r-s-t為0.34至0.70范圍內(nèi)的數(shù)值；

r大于0；

s為0.20至0.40范圍內(nèi)的數(shù)值；

t為0.20至0.40范圍內(nèi)的數(shù)值。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種正極材料前驅(qū)體的制備方法，包括以下步驟：

步驟(a)、前驅(qū)體核Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂的制備

將Ni源、Co源和Al源溶解在去離子水中，得到第一溶液，將所述第一溶液、碳酸鹽溶液、氨水進(jìn)行混合，控制PH＝9-12，并于60-90℃下恒溫反應(yīng)3-12h，冷卻至25-30℃，過(guò)濾得前驅(qū)體核Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂；

步驟(b)、核殼結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體的制備：