[發明專利]一種鎳鈷錳三元正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110695988.8
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113258061B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 熊學;李廈;李旻;周友元;趙俊豪;黃滔;黃承煥
• 申請（專利權）人: 湖南長遠鋰科股份有限公司;湖南長遠鋰科新能源有限公司;金馳能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳;肖小龍

1.一種鎳鈷錳三元正極材料，其特征在于，所述正極材料的顆粒具有孿生或三生的中空結構，所述正極材料的顆粒由2～3顆具有中空結構的二次顆粒構成的聚集體融合而成，所述聚集體中相鄰二次顆粒接觸的殼層界面融合成一體，所述接觸的界面融合成一體形成所述相鄰二次顆粒共同的殼層部分，使相鄰二次顆粒具有部分共同的殼層；所述鎳鈷錳三元正極材料是將具有中空結構的前驅體二次顆粒進行反應，使2～3顆前驅體二次顆粒形成聚集體形態的前驅體，與Li源混合，經負壓燒結，即得。

2.根據權利要求1所述的鎳鈷錳三元正極材料，其特征在于，所述正極材料的分子式為Li(Ni_xCo_yMn_z)_1-aM_aO₂，其中M為選自Sr、Al、W、Ti、Zr、V、Nb、B、Y和La中一種或多種，其中0.30≤x≤0.80，0.00＜y≤0.30，x+y+z=1，0.00≤a≤0.05。

3.根據權利要求1或2所述的鎳鈷錳三元正極材料，其特征在于，所述二次顆粒的直徑為1.5～3.0μm。

4.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將具有中空結構的鎳鈷錳三元正極材料前驅體加入到含氨水和NaOH的水溶液中，進行反應，然后經固液分離、洗滌和烘干，得到由2～3顆二次顆粒形成的聚集體形態的前驅體；所述反應過程中，氨水濃度控制為2～10g/L，pH控制為10～12，攪拌速度為400～600rpm，反應溫度為60～65℃，反應時間為6～12h；所述鎳鈷錳三元正極材料前驅體的分子式為Ni_xCo_yMn_z(OH)₂；

（2）將所得前驅體與Li源混合，再于含氧氣氛下燒結，燒結氣壓為負壓，即得。

5.如權利要求4所述的鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，在與Li源混合時，還包括加入含M的添加劑一起混合；所述含M的添加劑為Sr、Al、W、Ti、Zr、V、Nb、B、Y和La中的氧化物或氫氧化物中的一種或多種。

6.根據權利要求4或5所述的鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述燒結溫度為650～950℃；所述燒結時間為8～20h；所述含氧氣氛為氧氣或空氣氣氛；所述負壓的取值為-20.0 Pa≤負壓0.0 Pa。

7.根據權利要求4或5所述的鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述Li源為LiOH·H₂O或Li₂CO₃。

8.根據權利要求4或5所述的鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述前驅體的分子式中，0.30≤x≤0.80，0.00＜y≤0.30， x+y+z=1；

所述鎳鈷錳三元正極材料的分子式為Li(Ni_xCo_yMn_z)_1-aM_aO₂，其中M為選自Sr、Al、W、Ti、Zr、V、Nb、B、Y和La中一種或多種元素，其中0.30≤x≤0.80，0.00＜y≤0.30，x+y+z=1，0.00≤a≤0.05。