[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

本申請涉及正極材料領域，提供一種高鎳正極材料及其制備方法、鋰離子二次電池，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。本申請的高鎳正極材料及其制備方法、鋰離子二次電池，低成本、可規模化生產，能夠有效提高鋰電池的倍率性能及循環穩定性。

技術領域

本申請涉及正極材料技術領域，具體地講，涉及高鎳正極材料及其制備方法、鋰離子二次電池。

背景技術

鋰離子電池由于具備能量密度大、輸出功率高、循環壽命長和環境污染小等優點而被廣泛應用于電動汽車以及消費類電子產品中。如何提高鋰電池的倍率性能、熱穩定性及循環穩定性一直是研發人員的探索方向。現有的高鎳正極材料在經過長循環后，顆粒裂化使得內部結構容易直接暴露，影響正極材料的長循環穩定性，影響鋰電池的倍率性能。

并且，現有的高鎳正極材料的制備方法例如可以采用液相混合包覆材料，但是液相法容易破壞高鎳正極材料表面結構，影響高鎳正極材料的電化學性能，且通過液相包覆的磷酸鹽必須為可溶性磷酸鹽，而實際情況大部分磷酸金屬鹽都難溶于水，在水洗過程中產生大量污水，增加過濾、干燥等工序，增加生產成本。

基于此，亟需開發一種高鎳正極材料及其制備方法，以提高鋰電池的倍率性能及循環穩定性，降低生產成本。

發明內容

鑒于此，本申請提出高鎳正極材料及其制備方法、鋰離子二次電池，能夠有效提高鋰電池的倍率性能及循環穩定性，降低生產成本。

本申請實施例提供一種高鎳正極材料，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LibNixCoyMzNwO2，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。

在一種可行的實施方式中，所述LibNixCoyMzNwO2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。

在一種可行的實施方式中，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。

在一種可行的實施方式中，所述高鎳正極材料滿足以下條件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％；