[發明專利]一種正極材料及鋰離子電池有效
| 申請號： | 202110646950.1 | 申請日： | 2018-05-18 |
| 公開（公告）號： | CN113381000B | 公開（公告）日： | 2023-03-24 |
| 發明（設計）人： | 郎野;彭剛;徐磊敏;程有松 | 申請（專利權）人： | 寧德新能源科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;C01G51/00 |
| 代理公司： | 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287 | 代理人： | 蕭輔寬 |
| 地址： | 352100 福建*** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 正極 材料 鋰離子電池 | ||
1.一種正極材料，其包括：
基體，所述基體包含體相摻雜金屬元素M的鈷酸鋰，其中M包括Mg、Ti、Zr或Al中的至少一種；
包覆層，其中所述包覆層具有尖晶石相結構且包括進一步摻雜金屬元素Me的所述鈷酸鋰，Me包含Ni、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Y、Mo、W、Na、Cu、Cr、Zn或Fe中的至少兩種，且Me中任一元素的摩爾含量相對于Co的摩爾百分比為0.1％-2％，
其中所述正極材料可進行鋰離子脫嵌反應的活性比表面積大于或等于3.6cm2/g，且M中每一者的含量相對于Co的摩爾百分比為0.1％-1％。
2.根據權利要求1所述的正極材料，其中M與Me不完全相同。
3.根據權利要求1所述的正極材料，其中所述正極材料的中值粒徑D50為3-11μm。
4.一種鋰離子電池，包括正極、負極和電解液，其中所述正極包含根據權利要求1-3中任一者所述的正極材料。
5.一種制備權利要求1-3中的任一者所述的正極材料的方法，其包括：
提供一種鈷酸鋰的前驅體；
將所述前驅體與鋰的化合物和金屬元素M的化合物混合，且在空氣氣氛及900-1000℃的溫度下燒結6-12小時以形成體相摻雜金屬元素M的鈷酸鋰；以及
將所述體相摻雜金屬元素M的鈷酸鋰與金屬元素Me的化合物混合，在空氣氣氛中850-950℃的溫度下燒結6-12小時，自然冷卻后再在含有氧氣的氣氛中退火以得到表層摻雜金屬元素Me且表層具有尖晶石相結構的鈷酸鋰正極材料，其中退火溫度為600-900℃，退火時間為1-8小時；
其中，M包括Mg、Ti、Zr或Al中的至少一種，且
其中，Me包括Ni、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Y、Mo、W、Na、Cu、Cr、Zn或Fe中的至少兩種。
6.根據權利要求5所述的方法，其中在含有氧氣的氣氛中的氧氣的體積百分比小于10％。
7.根據權利要求5所述的方法，其中所述退火溫度為700-860℃。
8.根據權利要求5所述的方法，其中所述退火時間為2-6小時。
9.一種制備權利要求1-3中的任一者所述的正極材料的方法，其包括：
將鈷源、鋰源、沉淀劑和金屬元素M的鹽在水溶液中混合，沉淀形成體相摻雜金屬元素M的鈷酸鋰的前驅體；
將所述前驅體在空氣氣氛及900-1000℃的溫度下燒結6-12小時以形成體相摻雜金屬元素M的鈷酸鋰；以及
將所述體相摻雜金屬元素M的鈷酸鋰與金屬元素Me的化合物混合，在空氣氣氛中850-950℃的溫度燒結6-12小時，自然冷卻后再在含有氧氣的氣氛中退火以得到表層摻雜金屬元素Me且表層具有尖晶石相結構的鈷酸鋰正極材料，其中退火溫度為600-900℃，退火時間為1-8小時；
其中，M包括Mg、Ti、Zr或Al中的至少一種，且
其中，Me包括Ni、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Y、Mo、W、Na、Cu、Cr、Zn或Fe中的至少兩種。
10.根據權利要求9所述的方法，其中在含有氧氣的氣氛中的氧氣的體積百分比小于10％，所述退火溫度為700-860℃；所述退火時間為2-6小時。
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