[發明專利]鎂、磷酸銻鋁鋰共修飾的高鎳無鈷正極材料的前驅體及其制備方法、正極材料

有效

• 申請號: 202110787089.0
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113233519B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 張寶;鄧鵬;林可博;丁瑤;鄧夢軒
• 申請（專利權）人: 浙江帕瓦新能源股份有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;C01B25/45;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 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

1.一種鎂、磷酸銻鋁鋰共修飾的高鎳無鈷正極材料的前驅體，其特征在于，化學式為Ni_xMn_yMg_z(OH)₂?nLi_pAl_qSb_w(PO₄)₃，其中x、y、z為摩爾數，0.6≤x1，0y≤0.4，0z≤0.1，x+y+z=1，0n≤0.05，0.2≤p≤1.8，0.6≤q≤1.4，0.6≤w≤1.4；所述前驅體的體相有鎂元素摻雜，且表面有Li_pAl_qSb_w(PO₄)₃的包覆層。

2.一種如權利要求1所述的鎂、磷酸銻鋁鋰共修飾的高鎳無鈷正極材料的前驅體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）配制鎳、錳、鎂的金屬鹽溶液，然后加入沉淀劑和絡合劑進行共沉淀反應，得到Ni_xMn_yMg_z(OH)₂；

（2）按摩爾比將鋰源、銻源、鋁源加入到溶劑中，攪拌均勻，然后加入一定比例的磷源和步驟（1）所得的Ni_xMn_yMg_z(OH)₂，得固液混合物；

（3）調整步驟（2）所述的固液混合物的固液比，加熱持續攪拌，直至溶劑完全蒸發，然后真空烘干，得到鎂、磷酸銻鋁鋰共修飾的高鎳無鈷正極材料前驅體Ni_xMn_yMg_z(OH)₂?nLi_pAl_qSb_w(PO₄)₃。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述鎳、錳、鎂的金屬鹽為硫酸鹽，沉淀劑為NaOH溶液，絡合劑為NH₃·H₂O溶液。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述NaOH溶液的濃度為5～8 mol/L；所述NH₃?H₂O溶液的濃度為5～8 mol/L。

5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述的共沉淀反應的具體工藝參數為：攪拌轉速為500～800 rpm，溫度為45-65℃，反應體系的pH值為10～12.8，反應體系中游離氨的濃度為8～11.5 g/L，反應時間為20～80 h。

6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述鋁源為硝酸鋁和硫酸鋁的一種或兩種；所述磷源為磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨和磷酸的一種或幾種；所述銻源為氧化銻和硫酸銻的一種或兩種；所述溶劑為水、甲醇、無水乙醇和丙醇的一種或幾種；所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰和硝酸鋰的一種或幾種。

7.如權利要求2或6所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述鋰源、鋁源、銻源和磷源的摩爾比為0.2~1.8：0.6~1.4：1~2：3。

8.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述固液比為1g:10~20mL；所述蒸發的溫度為60～120℃，時間為2～6h；所述真空烘干的溫度為80～150℃，所述真空烘干的時間為8~15h。

9.一種鎂、磷酸銻鋁鋰共修飾的高鎳無鈷正極材料，其特征在于，由權利要求1所述的鎂、磷酸銻鋁鋰共修飾的高鎳無鈷正極材料的前驅體Ni_xMn_yMg_z(OH)₂?n Li_pAl_qSb_w(PO₄)₃與鋰源混合燒結得到。

10.如權利要求9所述的鎂、磷酸銻鋁鋰共修飾的高鎳無鈷正極材料，其特征在于，所述燒結為兩段燒結：首先在500~750℃下煅燒4~8h，然后升溫至800~950℃下煅燒10~20h。