[發明專利]正極材料及其制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請號: 202010429878.2
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111682196B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 劉鵬程;唐興宇;張立鵬;張耀
• 申請（專利權）人: 欣旺達電動汽車電池有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 謝岳鵬

1.一種正極材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：

將鎳鹽溶液、鈷鹽溶液及鋁鹽溶液混合，得到鎳鈷鋁鹽溶液，其中，鎳、鈷及鋁的摩爾比為0.815:0.015:0.035～0.915:0.15:0.05，鎳鈷鋁鹽溶液的總濃度0.5mol/L；

將所述鎳鈷鋁鹽溶液、氨水溶液和氫氧化鈉溶液進行共沉淀反應，得到鎳鈷鋁氫氧化物前驅體，所述共沉淀反應的溫度為40℃～70℃，pH值為10.5～11.5，所述鎳鈷鋁鹽溶液的流速為10mL/min～20mL/min；所述氨水溶液的流速為5mL/min～10mL/min；所述氫氧化鈉溶液的流速為3mL/min～6mL/min；所述氨水溶液的濃度為10g/L～20g/L，所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.5mol/L～2mol/L，所述鎳鈷鋁氫氧化物前驅體的中值粒徑為8μm～10μm；

配制金屬鹽溶液，其中，所述金屬鹽溶液包括鋁有機鹽的乙醇溶液和鈦有機鹽的乙醇溶液，所述鋁有機鹽選自異丙醇鋁、仲丁醇鋁、叔丁醇鋁中的至少一種，所述鈦有機鹽選自鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、鈦酸正酯中的至少一種，所述金屬鹽溶液的質量百分濃度為0.5％～1.5％；

在70℃～90℃的條件下，將所述鎳鈷鋁氫氧化物前驅體與所述金屬鹽溶液混合，蒸干，得到改性鎳鈷鋁氫氧化物前驅體，所述鎳鈷鋁氫氧化物前驅體與所述金屬鹽溶液的質量體積比為1:20g/mL～1:50g/mL；

將所述改性鎳鈷鋁氫氧化物前驅體與鋰鹽以1℃/min～5℃/min的升溫速度升溫到400℃-450℃，保溫2h～5h進行預燒結，再以1℃/min～5℃/min的升溫速度升溫到700℃～800℃，保溫8h～12h進行二段燒結，得到正極材料，其中，所述正極材料的化學通式為Li_a(Ni_xCo_yAl_zTi_b)O₂，其中，x+y+z+b＝1，(x+y+z+b):a＝0.9:1～1.05:1，x0.7。

2.根據權利要求1所述的正極材料的制備方法，其特征在于，在將所述改性鎳鈷鋁氫氧化物前驅體與鋰鹽進行預燒結的步驟中，所述改性鎳鈷鋁氫氧化物前驅體于所述鋰鹽的摩爾比為1.05:1～1.15:1。

3.根據權利要求1所述的正極材料的制備方法，其特征在于，將所述改性鎳鈷鋁氫氧化物前驅體與鋰鹽進行預燒結，再進行二段燒結的步驟中，所述預燒結和所述二- 段 燒結的燒結氣氛均為氧氣氣氛。

4.根據權利要求1所述的正極材料的制備方法，其特征在于，在將所述鎳鈷鋁鹽溶液、氨水溶液和氫氧化鈉溶液進行共沉淀反應的步驟中，游離銨根濃度為3g/L～5g/L。

5.根據權利要求1所述的正極材料的制備方法，其特征在于，在將所述鎳鈷鋁鹽溶液、氨水溶液和氫氧化鈉溶液進行共沉淀反應的步驟之后，還包括洗滌的步驟。

6.采用權利要求1～5任意一項所述的正極材料的制備方法制得正極材料。

7.一種鋰離子電池，其特征在于，包括權利要求1～5任意一項所述的正極材料的制備方法制得的正極材料或者權利要求6所述的正極材料。