[發明專利]一種鋰離子電池球形三元復合正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010921410.5
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112366295A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 趙焱樟;陳瑤;許夢清
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;薄盈盈

1.一種鋰離子電池球形三元復合正極材料，其特征在于，由以下質量百分含量的組分制成：NCM粉末球80～90％，固態電解質LLZO 5～10％，石墨烯余量。

2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池球形三元復合正極材料，其特征在于，以NCM粉末球總質量為基準，所述NCM粉末球包括以下摩爾百分含量的組分：Ni 80～85mol％，Co7～12mol％，Mn 5～10mol％。

3.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池球形三元復合正極材料，其特征在于，以固態電解質LLZO總質量為基準，所述固態電解質LLZO由以下質量百分含量的組分組成：Li 5～6％，La 45～50％，Zr 20～22％，O 20～25％。

4.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池球形三元復合正極材料，其特征在于，所述NCM粉末球的平均粒徑為3～10μm；所述鋰離子電池球形三元復合正極材料的平均粒徑為5～15μm。

5.一種如權利要求1-4任一所述的鋰離子電池球形三元復合正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將NCM前驅體原材料和第一鋰源經球磨后，高溫燒結，得NCM粉末球；

(2)將第二鋰源，鑭源，鋯源加入溶劑中，配制成LLZO前驅體溶液；

(3)將步驟(1)得到的NCM粉末球加入到步驟(2)得到的LLZO前驅體溶液中，攪拌均勻，干燥得到固體粉末，高溫煅燒，得到NCM@LLZO的混合粉末；

(4)在步驟(3)得到的NCM@LLZO的混合粉末中加入石墨烯，混合均勻，即得鋰離子電池球形三元復合正極材料。

6.根據權利要求5所述的鋰離子電池球形三元復合正極材料的制備方法，其特征在于，

步驟(1)中，所述NCM前驅體原材料中包括以下摩爾百分含量的組分：Ni 80～85mol％，Co 7～12mol％，Mn 5～10mol％；所述第一鋰源選自無水醋酸鋰，氫氧化鋰，碳酸鋰中的一種或幾種；

步驟(2)中，所述第二鋰源選自無水醋酸鋰，氫氧化鋰，碳酸鋰中的一種或幾種；所述鑭源選自氧化鑭，氯化鑭，碳酸鑭中的一種或幾種，所述鋯源選自硝酸鋯，硫酸鋯，碳酸鋯的一種或幾種。

7.根據權利要求5所述的鋰離子電池球形三元復合正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述溶劑選自去離子水，乙醇，異丙醇，丙酮中的一種或幾種混合。

8.根據權利要求5所述的鋰離子電池球形三元復合正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述LLZO前驅體溶液的濃度為5～30mol/ml。

9.根據權利要求5所述的鋰離子電池球形三元復合正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，攪拌速率為45～50r/min，攪拌過程中溫度控制在55～60℃；高溫煅燒的溫度控制在550～800℃。

10.根據權利要求5所述的鋰離子電池球形三元復合正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，以NCM@LLZO的混合粉末總質量為基準，所述石墨烯的加入量為1～2wt％。