[發明專利]一種改性高鎳正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010464154.1
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111606363A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 張超;寇亮;張誠;徐可;孫靜;王繼峰;田占元;邵樂
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將高鎳正極材料前驅體、添加劑與鋰源混合均勻，在氧氣氣氛下進行一次燒結，破碎，過篩后得到一次燒結高鎳正極材料；

步驟二：將一次燒結高鎳正極材料水洗、烘干后得到水洗烘干后的一次燒結高鎳正極材料；

步驟三：將水洗烘干后的一次燒結高鎳正極材料進行一次表面處理，得到一次表面處理高鎳正極材料；

步驟四：將改性劑與一次表面處理高鎳正極材料混合均勻，然后進行二次表面處理，得到改性高鎳正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，高鎳正極材料前驅體的化學式為Ni_1-x-yCo_xMe_y(OH)₂，一次燒結高鎳正極材料的化學式為Li_nNi_1-x-yCo_xMe_yM_zO₂，其中，0.90≤n≤1.05，0.00≤x≤0.40，0.00≤y≤0.40，0.00≤z≤0.05，x與y不同時為0。

3.根據權利要求2所述的一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，Me元素為Al和Mn元素中的一種；

元素M為Na、B、F、Mg、Al、Si、Co、Ni、Ti、Zn、Cr、Zr、Fe、Ce、Mo、Y、V、Ga、Ge、Sc、Nb、Sn、Te、La和W元素中的一種或多種。

4.根據權利要求2或3所述的一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，添加劑為含有元素M的氧化物、氫氧化物、羥基氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氯化鹽與草酸鹽中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，添加劑的用量為一次燒結高鎳正極材料的物質的量的0％～5％；鋰源為氫氧化鋰與碳酸鋰中的一種。

6.根據權利要求1所述的一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，一次燒結的具體過程為：氧氣氣氛下分兩階段煅燒，第一階段煅燒溫度為420～650℃，時間4～10h，第二階段煅燒溫度為650～900℃，時間6～16h。

7.根據權利要求1所述的一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟二中水洗時，一次燒結高鎳正極材料與去離子水的重量比1:(0.5～5)；水洗溫度為5～40℃；烘干的溫度為100～150℃，烘干的時間為3～12h；步驟三中，一次表面處理于氧氣氣氛下進行，一次表面處理的溫度為300～800℃，時間為1～10h。

8.根據權利要求1所述的一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，步驟四中，改性劑包括改性劑元素，改性劑元素選自Na、B、F、Mg、Al、Si、Co、Ni、Ti、Zn、Cr、Zr、Fe、Ce、Mo、Y、V、Ga、Ge、Sc、Nb、Sn、Te、La和W元素中的一種或多種；改性劑的用量為一次燒結高鎳正極材料物質的量的0.01％～3％；二次表面處理于氧氣氣氛下進行；二次表面處理的溫度為200～700℃，時間為2～10h。

9.根據權利要求8所述的一種改性高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，改性劑為含有改性劑元素的氧化物、氫氧化物、羥基氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氯化鹽和草酸鹽中的一種或多種。

10.一種根據權利要求1-9中任意一項所述的方法制備的改性高鎳正極材料。