[發(fā)明專利]一種NCM三元正極材料及其制備方法與鋰離子電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110519014.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN113206238A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝宏帥;韓歲伍;趙生榮;李倩偉;譚明勝;何巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北億緯動(dòng)力有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種NCM三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)混合鈦源、有機(jī)溶劑和模板劑，攪拌后得到含鈦溶液；

(2)攪拌條件下混合三元正極材料和去離子水，輔以超聲震蕩后得到懸濁液；

(3)將步驟(1)所得含鈦溶液勻速注入步驟(2)所述懸濁液中，攪拌、離心分離后得到固體物料；

(4)依次對(duì)步驟(3)所得固體物料進(jìn)行洗滌、干燥以及熱處理后得到NCM三元正極材料；

步驟(1)與步驟(2)不分先后順序。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述鈦源包括含鈦有機(jī)酯和/或含鈦有機(jī)酯衍生物；

優(yōu)選地，步驟(1)所述鈦源包括鈦酸正丁酯、鈦酸正已酯、鈦酸正丁酯衍生物或鈦酸正已酯衍生物中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，步驟(1)所述有機(jī)溶劑包括乙醇、NMP或三氯甲烷中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，步驟(1)所述模板劑包括田菁膠、瓜爾膠、碳納米管、丙烯酸聚酯樹脂、水性聚氨酯樹脂中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，步驟(1)所述模板劑與鈦源的質(zhì)量比為(0.5-5):1；

優(yōu)選地，步驟(1)所述含鈦溶液的鈦離子含量為0.1-1wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述攪拌的攪拌速率為800-2000rpm；

優(yōu)選地，步驟(2)所述攪拌的時(shí)間為30-90min；

優(yōu)選地，步驟(2)所述攪拌的溫度為20-50℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述三元正極材料和去離子水的質(zhì)量比為(0.5-2):1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述攪拌的速率為800-2000rpm；

優(yōu)選地，步驟(3)所述攪拌的時(shí)間為60-180min；

優(yōu)選地，步驟(3)所述攪拌的溫度為60-90℃；

優(yōu)選地，步驟(3)所述勻速注入步驟(1)所得含鈦溶液的時(shí)間為60-80min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述離心分離的轉(zhuǎn)速為800-2000rpm；

優(yōu)選地，步驟(3)所述固體物料中的水分含量≤5wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述洗滌過(guò)程中使用的洗滌液包括乙醇、NMP或三氯甲烷中的任意一種或至少兩種的組合；

優(yōu)選地，步驟(4)所述干燥為真空干燥；

優(yōu)選地，所述真空干燥的真空度為-50至-80kPa。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述熱處理為在空氣和/或氧氣氛圍中進(jìn)行熱處理；

優(yōu)選地，步驟(4)所述熱處理的溫度為400-500℃；

優(yōu)選地，步驟(4)所述熱處理過(guò)程中的保溫時(shí)間為5-12h；

優(yōu)選地，步驟(4)所述熱處理的升溫速率為5-10℃/min；

優(yōu)選地，步驟(4)所述熱處理的降溫速率≤10℃/min；

優(yōu)選地，步驟(4)所述熱處理的終點(diǎn)為降溫后的溫度為30-60℃。

9.一種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的NCM三元正極材料；

所述NCM三元正極材料包覆有TiO₂包覆層。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包含權(quán)利要求9所述的NCM三元正極材料。