[發明專利]一種鈮摻雜鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010429466.9
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111584872B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 朱永明;高鵬;賁留斌;黃學杰;劉中柱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）;中國科學院物理研究所;中信金屬股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

1.一種鈮摻雜鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將鋰離子電池正極材料的共沉淀前驅體、磷酸氧鈮和含鋰化合物混合，得到固相混合物；所述鋰離子電池正極材料包括鎳基二元正極材料或鎳基三元正極材料；

將所述固相混合物在高壓氧氣中進行煅燒，得到鈮摻雜鋰離子電池正極材料；

所述高壓氧氣的壓強為20~100atm；

所述煅燒包括依次進行的預燒結和燒結；

所述預燒結的溫度為450~550℃，時間為3~5h；

所述燒結的溫度為750~850℃，時間為10~15h；

所述鈮摻雜鋰離子電池正極材料，包括鋰離子電池正極材料和摻雜的鈮；所述鋰離子電池正極材料為LiNi_xM_1-xO₂或LiNi_yCo_zA_1-y-zO₂；

M=Co、Mn或Mg，0.05≤x≤0.95；

A=Mn、Mg或Al，0.05≤y≤0.95，0.05≤z≤0.95，y+z1；

所述鈮摻雜的方式為鈮滲透到鋰離子電池正極材料的晶格的氧空位中，實現摻雜。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述共沉淀前驅體、磷酸氧鈮和含鋰化合物的粒徑獨立地為10~20μm。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述共沉淀前驅體與磷酸氧鈮的物質的量比為1：（0.005~0.05）。

4.根據權利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，所述共沉淀前驅體為Ni_xM_1-x(OH)₂、Ni_xM_1-xCO₃、Ni_yCo_zA_1-y-z(OH)₂或Ni_yCo_zA_1-y-zCO₃；

M=Co、Mn或Mg，0.05≤x≤0.95；

A=Mn、Mg或Al，0.05≤y≤0.95，0.05≤z≤0.95，y+z1。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含鋰化合物為氫氧化鋰或碳酸鋰。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，以鋰元素的摩爾量計，所述混合物中含鋰化合物的物質的量為所述鋰離子電池正極材料中鋰元素過量5~10%。

7.權利要求1~6任一項所述制備方法制備得到的鈮摻雜鋰離子電池正極材料，包括鋰離子電池正極材料和摻雜的鈮；所述鋰離子電池正極材料為LiNi_xM_1-xO₂或LiNi_yCo_zA_1-y-zO₂；

M=Co、Mn或Mg，0.05≤x≤0.95；

A=Mn、Mg或Al，0.05≤y≤0.95，0.05≤z≤0.95，y+z1。

8.根據權利要求7所述的鈮摻雜鋰離子電池正極材料，其特征在于，以摩爾百分含量計，所述鈮摻雜鋰離子電池正極材料中鈮的摻雜量為0.5~5%。