[發明專利]一種包覆改性的高鎳正極材料及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 202011019270.9
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112349892A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 袁晶;曾漢民;武露露;何巍;祝媛;劉建華;劉金成
• 申請（專利權）人: 惠州億緯創能電池有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/46;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種包覆改性的高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將高鎳正極材料的分散液和鋁源溶液混合，得到混合液；

(2)在步驟(1)的混合液中加入尿素，加熱反應，加熱反應的溫度為50～55℃；

(3)將步驟(2)中的固體產物進行煅燒，得到所述包覆改性的高鎳正極材料。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述高鎳正極材料為類單晶高鎳正極材料；

優選地，步驟(1)中所述高鎳正極材料的分子式為LiNi_xCo_yMn_zM_aO₂，其中0.6≤x≤1，0≤a＜0.05，x+y+z+a＝1，M選自鋯、鎂、鍶及鎢中的至少一種；

優選地，0.005＜a＜0.05。

3.如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中鋁源包括硝酸鋁。

4.如權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中以高鎳正極材料的質量為100％計，所述鋁源溶液的加入量使得其對應的氧化鋁的質量百分含量為0.1％～0.8％，優選為0.3～0.5％。

5.如權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中尿素加入的摩爾量與步驟(1)中鋁源的摩爾量之比為(14-16):1。

6.如權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中煅燒的溫度為300～600℃；

優選地，步驟(3)中煅燒的時間為4～15h。

7.如權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中高鎳正極材料的制備方法包括：

(a)將高鎳前驅體、鋰源混合，或將高鎳前驅體、鋰源和摻雜劑混合；

(b)將步驟(a)中的混合物進行燒結，得到高鎳正極材料；

優選地，所述摻雜劑選自納米氧化鋯、納米氧化鎂、納米氧化鍶及納米氧化鎢中的至少一種；

優選地，步驟(a)中混合的方法為固相法；

優選地，步驟(b)中燒結的氣氛中氧氣的濃度≥80％；

優選地，步驟(b)中燒結的溫度為600～900℃；

優選地，步驟(b)中燒結的時間為4～15h。

8.如權利要求1-7任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將高鎳正極材料的分散液和鋁源溶液混合，得到混合液；

其中，高鎳正極材料的分子式為LiNi_xCo_yMn_zM_aO₂，其中0.6≤x≤1，0≤a＜0.05，x+y+z+a＝1，M選自鋯、鎂、鍶及鎢中的至少一種；

以高鎳正極材料的質量為100％計，所述鋁源的加入量使得其對應的氧化鋁的質量百分含量為0.1％～0.8％；

高鎳正極材料的制備方法包括以下步驟：

(a)將高鎳前驅體、鋰源固相法混合，或將高鎳前驅體、鋰源和摻雜劑固相法混合；

(b)將步驟(a)中的混合物在氧氣氣氛下，600～900℃燒結4～15h，冷卻、破碎、過篩，得到所述高鎳正極材料；

(2)在步驟(1)的混合液中加入尿素，尿素的摩爾量與鋁源的摩爾量之比為(14-16):1，在50～55℃加熱攪拌反應，固液分離、洗滌、干燥，得到表面附著有氫氧化鋁沉淀的高鎳正極材料；

(3)將步驟(2)中的固體產物在馬弗爐中300～600℃煅燒4～15h，得到所述包覆改性的高鎳正極材料。

9.如權利要求1-8任一項所述制備方法制備得到的包覆改性的高鎳正極材料，其特征在于，所述包覆改性的高鎳正極材料的表面包覆有氧化鋁。

10.一種電池，其特征在于，所述電池包含如權利要求9所述的包覆改性的高鎳正極材料。