[發明專利]高鎳復合材料、其制備方法與鋰離子電池

有效

• 申請號: 202011165007.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112366317B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 劉爭偉;唐澤勛;劉雙祎;商士波
• 申請（專利權）人: 湖南桑瑞新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

1.一種高鎳復合材料的制備方法，包括以下步驟：

將螯合劑、鎳鹽、M鹽和鉀源混合后干燥，將得到的固體粉末加熱，得到包覆物前驅體KNi_xM_1-xO₂；

將所述包覆物前驅體與銨鹽、表面具有殘留鋰離子的高鎳正極材料進行干法包覆，將得到的混合物低溫燒結，得到高鎳復合材料；

所述M鹽中的M離子和所述鎳鹽中的鎳離子的摩爾比為(1-x)：x，所述鉀源中鉀離子的摩爾數與所述M鹽中M離子和所述鎳鹽中鎳離子的總摩爾數的比值為(1.02～1.06)：1；

所述高鎳復合材料，由高鎳正極材料和包覆于所述高鎳正極材料表面的層狀LiNi_xM_1-xO₂材料組成；

所述層狀LiNi_xM_1-xO₂材料的晶格層間距為

M選自Al、Ti、Mg、Zr、Fe、Mn、Zn、Cr、Co和Nb中的一種或多種；

x為0.2～0.8。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述層狀LiNi_xM_1-xO₂材料的厚度為50～200nm。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述螯合劑選自檸檬酸、檸檬酸鈉、三聚磷酸鈉、多聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸和焦磷酸鈉中的一種或多種；所述鎳鹽為醋酸鎳，所述M鹽為醋酸M，所述鉀源選自KNO₃、KCl、KBr、KI、KF、KOH、K₂O、K₂CO₃、K₂SO₄和CH₃COOK中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，得到包覆物前驅體的步驟中，所述干燥的方式是在恒溫水浴中攪拌，所述恒溫水浴的溫度為50～100℃，所述加熱的溫度為650～900℃。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銨鹽選自NH₄Cl、NH₄F、NH₄Br、(NH₄)₃PO₄和(NH₄)₂HPO₄中的一種或多種，所述銨鹽與所述包覆物前驅體的質量比為(2～6)：1。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述包覆物前驅體中鉀離子與所述鋰離子的摩爾比為(0.6～1)：1。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述低溫燒結的溫度為300～600℃，時間為1～9h。

8.一種鋰離子電池，包括正極和負極，其特征在于，所述正極的材料為權利要求1～7任一項所述的制備方法所制備的高鎳復合材料。