[發明專利]一種高鎳三元正極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010054935.3
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111244419B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 黃宏威;張軍;李鵬飛;黃華東
• 申請（專利權）人: 乳源東陽光磁性材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 蘇晶晶

1.一種高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1. 原料混合：將高鎳三元前驅體、鋰源、摻雜劑1混合均勻，其中高鎳三元前驅體與鋰源的摩爾比為1:(1~1.05)，摻雜劑1為高鎳三元正極材料質量的2000ppm~ 4000ppm，所述高鎳多元前驅體材料分子式為Ni_xCo_yAl_1-x-y(OH)₂，其中0.85≤x＜1；0＜y≤0.15；

S2. 一次燒結：將混合原料進行一次燒結得到一燒產品，燒結溫度為750~850℃，保溫時長10~12h，燒結氣氛為氧氣，氧含量為≥90%；

S3. 二次燒結：將一燒產品與摻雜劑2混合均勻，進行二次燒結得到二燒產品，其中摻雜劑2為高鎳三元正極材料質量的6000ppm~8000ppm，燒結溫度為550~650℃，保溫時長8~12h，燒結氣氛為氧氣，氧含量為≥90%；

S4. 三次燒結：將二燒產品水洗干燥后與包覆劑1和包覆劑2混合均勻，進行三次燒結得到三燒產品，其中包覆劑1為高鎳三元正極材料質量的1000ppm~2000ppm，包覆劑2為高鎳三元正極材料質量的6000ppm~8000ppm，燒結溫度為200~500℃，保溫時長8~12h，燒結氣氛為氮氣，氮含量為55±5%；

S5. 將三燒產品經過過篩、批混、除磁、打包即可得到高鎳三元正極材料，

其中，所述摻雜劑1為鋯的金屬化合物、釩的金屬化合物、鍶的金屬化合物中的至少一種；所述摻雜劑2為鋅的金屬化合物、鎂的金屬化合物和錳的金屬化合物中的至少一種；

所述包覆劑1為磷、硼、砷、硒、碲的化合物中的至少一種；所述包覆劑2為葡萄糖、淀粉、酚醛樹脂、聚乙烯醇、聚乙二醇中的至少一種。

2.如權利要求1所述高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，S1中高鎳三元前驅體與鋰源的摩爾比為1:1.03，摻雜劑1為高鎳三元正極材料質量的2000ppm，所述高鎳多元前驅體材料分子式為Ni_xCo_yAl_1-x-y(OH)₂，其中x=0.85，y=0.12。

3.如權利要求2所述高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，S2中一次燒結的溫度為800℃，保溫時長12h。

4.如權利要求1所述高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，S3中摻雜劑2為高鎳三元正極材料質量的7000ppm。

5.如權利要求4所述高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，S3中二次燒結的溫度為600℃，保溫時長10h。

6.如權利要求1所述高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，S4中包覆劑1為高鎳三元正極材料質量的1000ppm，包覆劑2為高鎳三元正極材料質量的7000ppm。

7.如權利要求1所述高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，S4中三次燒結的溫度為350℃，保溫時長10h。

8.權利要求1~7任意一項所述制備方法制備得到的高鎳三元正極材料。

9.權利要求8所述高鎳三元正極材料在鋰離子電池制備中的應用。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的正極材料為權利要求8所述高鎳三元正極材料。