[發明專利]高容量長循環單晶三元正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010182491.1
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111370700B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉洪金;杜柯
• 申請（專利權）人: 寧夏中化鋰電池材料有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 韋東

1.一種三元正極材料，其特征在于，所述三元正極材料的化學式為LiNi_xCo_yMn_1-x-yL_aO₂，其中，0.5≤x≤1，0＜y≤0.5，0＜x+y＜1，0＜a≤0.005，其中，L為改性元素，包括Ti元素，任選地還包括Al、Mg、Zr、Nb和Y中的一種或多種；所述三元正極材料由三元半成品和包覆在三元半成品表面的包覆混合物經過燒結得到，其中，三元半成品包含添加劑A，所述添加劑A包含TiO₂；包覆混合物包含添加劑B、表面活性劑和穩定劑，所述添加劑B由TiO₂和任選的選自Al(OH)₃、Al₂O₃、Y₂O₃、ZrO₂、MgO、Mg(OH)₂中的一種或多種組成，所述添加劑A中的陽離子元素和所述添加劑B中的陽離子元素包含的元素種類完全相同，所述表面活性劑選自聚丙烯酸、聚乙二醇、乙二胺四乙酸和十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種，所述穩定劑選自醋酸銨、檸檬酸、乙醇胺和檸檬酸銨中的一種或多種；所述三元正極材料表面的改性元素含量大于核心的改性元素含量；

所述三元正極材料采用包括以下步驟的方法制備得到：

（1）將鋰源、三元前驅體和添加劑A按摩爾比Li：（Ni+Co+Mn）：M=（1.05~1.10）：1：（0.0001~0.005）的比例混合，對混合后的物料進行燒結，其中，M為添加劑A中的陽離子元素；

（2）對步驟（1）中燒結后的物料進行粉碎，得到三元半成品；

（3）將添加劑B以及表面活性劑和穩定劑加入到水中，攪拌均勻，得到包覆混合物溶液；所述包覆混合物溶液中，表面活性劑與穩定劑的總質量為添加劑B、表面活性劑和穩定劑的總質量的0.5%-5%；

（4）將步驟（2）中得到的三元半成品加入到步驟（3）中得到的包覆混合物溶液中攪拌均勻，添加劑B、表面活性劑和穩定劑的總質量為三元半成品質量的0.05%~5%，過濾、干燥，然后進行燒結、破碎，得到產物。

2.如權利要求1所述的三元正極材料，其特征在于，所述添加劑A還包括AlF₃、Al(OH)₃、Al₂O₃、Y₂O₃、ZrO₂、MgO、Mg(OH)₂、Nb₂O₅、MgF₂中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的三元正極材料，其特征在于，添加劑B中的陽離子元素與添加劑A中的陽離子元素的摩爾比大于1：1。

4.如權利要求1所述的三元正極材料，其特征在于，所述三元半成品為鋰源、三元前驅體和添加劑A的燒結產物。

5.如權利要求1-4中任一項所述的三元正極材料，其特征在于，所述三元正極材料的中值粒徑D₅₀為2~5μm。