[發明專利]正極材料前驅體、正極材料及其制備方法、鋰離子電池正極、鋰離子電池和用電設備

有效

• 申請號: 202011189977.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112310391B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 劉雙祎;鄧多;羅桂;唐澤勛;商士波
• 申請（專利權）人: 桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 梁韜

1.一種正極材料前驅體，其特征在于，所述正極材料前驅體的分子式為Ni_xMn_yFe_z(OH)₂，其中，x+y+z=1，0.6≤x＜1.0，0＜y＜0.4，0＜z≤0.1。

2.根據權利要求1所述的正極材料前驅體，其特征在于，所述正極材料前驅體的中位粒徑為1-16μm。

3.一種權利要求1或2所述的正極材料前驅體的制備方法，其特征在于，包括：

將包括鎳源、錳源、草酸鐵銨和沉淀劑在內的原料混合制成混合溶液，反應得到所述正極材料前驅體。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鎳源為含鎳溶液；

所述含鎳溶液中鎳離子的濃度為0.1-5mol/L；

所述錳源為含錳溶液；

所述含錳溶液中錳離子的濃度為0.1-5mol/L；

所述草酸鐵銨以草酸鐵銨溶液的形式加入；

所述草酸鐵銨溶液中鐵離子的濃度為0.01-5mol/L；

所述沉淀劑包括堿性溶液；

所述堿性溶液包括氫氧化鈉溶液；

所述氫氧化鈉溶液的濃度為3-12mol/L；

所述反應的溫度為35-65℃；

所述混合溶液的pH為8-13；

所述原料各自獨立的以1-20mL/min的流速進行所述混合；

所述混合在攪拌狀態下進行；

所述攪拌的速度為500-1000r/min；

所述反應在保護氣氛下進行；

所述保護氣氛包括氮氣；

所述反應結束后包括陳化；

所述陳化的時間為2-48h；

所述陳化之后還包括過濾并洗滌和干燥固體物；

所述干燥在保護氣體氛圍下進行，溫度為60-150℃，時間為8-24h。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述混合溶液中還包括表面活性劑；

所述表面活性劑包括甘油、聚乙烯醇、脂肪酸鈉中的一種或多種；

所述表面活性劑的用量為所述草酸鐵銨溶液質量的0.01%-10%；

所述混合溶液中還包括絡合劑；

所述絡合劑包括氨水；

所述氨水的濃度為0.01-12mol/L。

6.一種正極材料，其特征在于，其分子式為Li_1+nNi_xMn_yFe_zO₂，其中，x+y+z=1，0.6≤x＜1.0，0＜y＜0.4，0＜z≤0.1，-0.1≤n≤0.5。

7.根據權利要求6所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的中位粒徑小于等于16μm。

8.一種權利要求6或7所述的正極材料的制備方法，其特征在于，包括：

將包括正極材料前驅體和鋰源混合，然后在含氧氣氛中燒結得到所述正極材料；

所述正極材料前驅體的分子式為Ni_xMn_yFe_z(OH)₂，其中，x+y+z=1，0.6≤x＜1.0，0＜y＜0.4，0＜z≤0.1。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述鋰源包括氫氧化鋰、氧化鋰、氟化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、乙酸鋰中的一種或多種；

所述鋰源與所述正極材料前驅體的摩爾比為（0.95-1.5）：1；

所述燒結的溫度為500-1000℃，時間為2-20h；

所述含氧氣氛包括氧氣和/或空氣；

所述燒結之后還包括粉碎；

所述粉碎之后得到的正極材料的中位粒徑為2-16μm。

10.一種鋰離子電池正極，其特征在于，使用權利要求6或7所述的正極材料制得。