[發明專利]改性高鎳三元鋰離子電池正極材料及制備方法

在審

• 申請號: 202010880089.0
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111960479A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 吳孟強;劉德源;廖家軒;劉娜;后俊明;楊儉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.一種改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于包括如下工藝步驟：

步驟(1)：向去離子水中依次加入無機非強酸與次氯酸鹽水溶液，充分攪拌直至完全溶解，得到溶液甲；

步驟(2)：高鎳三元鋰離子電池正極材料的化學式為LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂，其中0.51-x-y1,0x0.5,0y0.5，將高鎳三元鋰離子電池正極材料粉體置于攪拌器中均勻攪拌，同時將過量的溶液甲加入攪拌器中混合，充分攪拌1-10min混合得到液體乙；

步驟(3)：將液體乙靜置后抽濾得到固體丙；

步驟(4)：將固體丙清洗、抽濾后得到固體丁；

步驟(5)：將固體丁置于爐內煅燒，所得即為改性后的高鎳三元鋰離子電池正極材料；

其中，步驟(1)中溶液甲中所含次氯酸鹽與無機非強酸的摩爾比為0.001-1.500；

步驟(1)中溶液甲的摩爾濃度為0.001-0.030mmol/L；

步驟(1)中無機非強酸指磷酸、氫氟酸及硼酸中的一種或多種任意比例混合；

步驟(1)中次氯酸鹽指次氯酸鋰、次氯酸鈉和次氯酸鉀中的一種或多種任意比例混合；

步驟(2)中高鎳三元鋰離子電池正極材料的粒徑為2μm至30μm之間的顆粒狀材料；

步驟(3)中液體乙的靜置時間為2-8小時；

步驟(3)中抽濾液體乙的溶劑為甲醇、乙醇、去離子水中的一種；

步驟(4)中清洗和抽濾固體丙的溶劑與步驟(3)中溶劑保持一致；

步驟(5)中煅燒氛圍為空氣或者氧氣。

2.根據權利要求1所述的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中所制備的溶液甲，所含次氯酸鹽與無機非強酸摩爾比為0.50-0.60。

3.根據權利要求1所述的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中，所制備的溶液甲，當其為磷酸與次氯酸鹽混合溶液時摩爾濃度為0.001-0.014mmol/L；當其為氫氟酸與次氯酸鹽混合溶液時摩爾濃度應為0.006-0.015mmol/L；當其為硼酸與次氯酸鹽混合溶液時摩爾濃度為0.010-0.025mmol/L；當其為至少兩種非強無機酸與次氯酸鹽混合溶液時摩爾濃度為0.015-0.020mmol/L。

4.根據權利要求1所述的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：在步驟(2)中高鎳三元鋰離子電池正極材料粉體的量為次氯酸鹽物質的量的0.6-0.9倍。

5.根據權利要求1所述的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：在步驟(2)中過量的溶液甲以霧化液滴的形式噴灑于均勻攪拌的粉體中。

6.根據權利要求1所述的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：在步驟(2)中高鎳三元鋰離子電池正極粉體的粒徑為3μm至25μm之間的顆粒狀材料。

7.根據權利要求5所述的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：在步驟(2)中與溶液甲形成的氣霧充分接觸攪拌的時間為5-9min，并且/或者與溶液甲形成的氣霧充分接觸攪拌的速度為600-800r/min。

8.根據權利要求1所述的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：在步驟(3)中液體乙的靜置時間為5-7小時。

9.根據權利要求1所述的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：在步驟(5)中煅燒溫度為200-250℃；并且/或者煅燒時間為3-5h。

10.權利要求1至9任意一項所述制備方法得到的改性高鎳三元鋰離子電池正極材料。