[發明專利]高鎳正極材料及其制備方法、鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 202011094936.7
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112382741B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 宋雄;張弘旭;羅亮;楊順毅;楊才德;黃友元
• 申請（專利權）人: 深圳市貝特瑞納米科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 錢嫻靜

1.一種高鎳正極材料，其特征在于，所述高鎳正極材料包括：

二次粒子，所述二次粒子包括多個一次粒子，所述一次粒子包含活性物質，所述活性物質的化學通式為Li_bNi_xCo_yM_zN_wO₂，其中，0.95≤b≤1.05，0.8≤x1，0y+z≤0.2，x+y+z＝1，0.0001≤w≤0.003；M選自Mn及Al中的至少一種；N為金屬；及

包覆層，所述包覆層包括第一包覆層和第二包覆層，所述第一包覆層形成于所述一次粒子的表面，所述第二包覆層形成于所述二次粒子的表面，所述第一包覆層和第二包覆層均包含磷酸化合物，所述一次粒子間的晶界處形成有磷酸化合物包覆層。

2.根據權利要求1所述的高鎳正極材料，其特征在于，所述Li_bNi_xCo_yM_zN_wO₂中的N包括Co、Mn、Al、Ti、Zr、Sr、Mg、Y、Ba、Cu、W、Nb、La、Ce、Mo及Sn中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的高鎳正極材料，其特征在于，所述二次粒子呈球形或者類球形；及/或

所述一次粒子的平均粒徑為200nm～800nm，所述二次粒子的平均粒徑為9μm～15μm。

4.根據權利要求1所述的高鎳正極材料，其特征在于，其滿足以下條件a～i的至少一者：

a、所述磷酸化合物包括Li₃PO₄及LiN_k(PO₄)_r中的至少一種，0k≤2，0r≤2，N包括Co、Mn、Al、Ti、Zr、Sr、Mg、Y、Ba、Cu、W、Nb、La、Ce、Mo及Sn中的至少一種；

b、所述第一包覆層的磷酸化合物的制備原料包括磷酸金屬鹽和鋰化合物，所述第二包覆層的磷酸化合物的制備原料包括磷酸氫鹽；

c、所述第一包覆層中的磷酸化合物的磷酸根含量為一次包覆前的正極材料的總質量的0.03wt％～0.3wt％；

d、所述第二包覆層中的磷酸化合物的磷酸根含量為二次包覆前的正極材料的總質量的0.1wt％～0.7wt％；

e、所述第一包覆層或所述第二包覆層中的磷酸化合物的晶化磷酸根含量為磷酸根總質量的5wt％～50wt％；

f、所述第一包覆層的厚度為0.005μm～0.05μm；

g、所述第二包覆層的厚度為0.02μm～0.2μm；

h、所述高鎳正極材料在4kN/cm²加壓下的粉體電導率大于0.02S/cm；

i、所述高鎳正極材料的比表面積為0.2m²/g～1.5m²/g。

5.一種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：

將Ni_xCo_yM_z氧化物或Ni_xCo_yM_z氫氧化物、鋰化合物以及磷酸金屬鹽混合，得到第一混合物，將所述第一混合物燒結，得到一次燒結物，其中，x+y+z＝1，M選自Mn或Al中的至少一種；所述一次燒結物包括多個一次粒子及形成所述一次粒子表面的第一包覆層；所述第一包覆層包含磷酸化合物；

將所述一次燒結物與磷酸氫鹽混合，得到第二混合物，將所述第二混合物燒結，得到高鎳正極材料，所述高鎳正極材料包括二次粒子及形成所述二次粒子表面的第二包覆層，所述二次粒子是一次粒子的聚集體，所述第二包覆層包含磷酸化合物。