[發明專利]摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體及其制備方法、鋰離子電池正極材料和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011591925.X
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112701263A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 袁振秀;王一喬;歐寧;吳一雪
• 申請（專利權）人: 中偉新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/525;H01M10/0525
• 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: 王闖

本發明提供一種摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體及其制備方法、鋰離子電池正極材料和鋰離子電池。摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體，包括內核、過渡層和殼層，過渡層包覆內核，殼層包覆過渡層。其制備方法包括：將鎳鈷鉭三元混合溶液、堿溶液和絡合劑混合，進行反應得到前驅體晶種；將前驅體晶種、鎳鈷鉭三元混合溶液、堿溶液和絡合劑混合，然后加入鋁鹽溶液，進行反應得到摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體；鋁鹽溶液的加入速度逐步增大。鋰離子電池正極材料，其原料包括摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體。鋰離子電池，其原料包括鋰離子電池正極材料。本申請提供的摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體，解決了傳統球形大顆粒前驅體制作的正極材料在充放電循環過程中會形成大裂紋的問題。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，尤其涉及一種摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體及其制備方法、鋰離子電池正極材料和鋰離子電池。

背景技術

新能源汽車等行業的快速發展使得人們對鋰離子電池性能的要求越來越高。高鎳正極前驅體是比較常見的前驅體材料，其中，鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰最為常見。其前驅體中，現有的鎳鈷錳前驅體具有比容量高的優勢，但是其循環性能和耐高溫性能存在諸多不足；鎳鈷鋁三元前驅體雖然具有較高的能量密度，但電子電導率非常低，而電子電導率是直接影響電池的充放電性能的最主要因素，這使得其充放電性能相對較差。

有鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本發明的目的在于提供一種摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體及其制備方法、鋰離子電池正極材料和鋰離子電池，以解決上述問題。

為實現以上目的，本發明特采用以下技術方案：

一種摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體，包括內核、過渡層和殼層，所述過渡層包覆所述內核，所述殼層包覆所述過渡層；

所述內核的化學式為Ni_aCo_bTa_c(OH)₂，其中，a+b+c＝1，且0.5≤a≤0.9，0.01≤b≤0.4，0.01≤c≤0.2；

所述殼層的化學式為Ni_dCo_eAl_fTa_g(OH)₂，其中，d+e+f+g＝1，且0.5≤d≤0.9，0.01≤e≤0.3，0.01≤f≤0.2，0.01≤g≤0.1；

所述過渡層由所述內核的成分向所述殼層的成分梯度過渡。

可選地，a可以是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以及大于等于0.5、小于等于0.9的任一值，b可以是0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4以及大于等于0.01、小于等于0.4的任一值，c可以是0.01、0.05、0.1、0.15、0.2以及大于等于0.01、小于等于0.2的任一值；

d可以是0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以及大于等于0.5、小于等于0.9的任一值，e可以是0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3以及大于等于0.01、小于等于0.3的任一值，f可以是0.01、0.05、0.1、0.15、0.2以及大于等于0.01、小于等于0.2的任一值；g可以是0.01、0.05、0.1以及大于等于0.01、小于等于0.1的任一值。

優選地，其化學通式為Ni_xCo_yAl_zTa_w(OH)₂，其中x+y+z+w＝1，且0.5≤x≤0.9，0.01≤y≤0.3，0.01≤z≤0.2，0.01≤w≤0.1；

優選地，Ta元素占所述摻鉭鎳鈷鋁三元前驅體總質量的0.01％-3％。