[發明專利]一種四元多晶正極材料、其制備方法和用途

在審

• 申請號: 202111062032.0
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113809320A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 王壯;張樹濤;李子郯;白艷;王亞州;馬加力;楊紅新
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M4/485;H01M4/1391;H01M4/131;H01M4/04
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

1.一種四元多晶正極材料，其特征在于，所述四元多晶正極材料的化學式為LiNi_aCo_bMn_cAl_dTa_(1-a-b-c-d)O₂，其中，0.9≤a＜1，0＜b＜0.07，0＜c＜0.03，0＜d≤0.002。

2.根據權利要求1所述的四元多晶正極材料，其特征在于，所述四元多晶正極材料包覆有硼包覆層。

3.一種權利要求1或2所述的四元多晶正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：鎳鈷錳鋁四元前驅體、鋰源、鉭源和鈷源混合得到混合物，對混合物煅燒后制備得到所述四元多晶正極材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鋰源中鋰元素與混合物中非鋰金屬元素總和的摩爾比為(1～1.05):1；

優選地，所述鉭源與鎳鈷錳鋁四元前驅體的摩爾比為(0.0005～0.0015):1；

優選地，所述鈷源與鎳鈷錳鋁四元前驅體的摩爾比為(0.006～0.01):1；

優選地，所述鎳鈷錳鋁四元前驅體中，Ni:Co:Mn:Al的元素摩爾比為(85～95):(5～9):(1～3):(0.5～1.5)，優選為90:7:2:1；

優選地，所述鎳鈷錳鋁四元前驅體包括鎳鈷錳鋁氫氧化物。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述鋰源包括氫氧化鋰、碳酸鋰或硝酸鋰中的一種或至少兩種的組合；

優選地，所述鉭源包括Ta₂O₅和/或TaC；

優選地，所述鈷源包括Co₃O₄和/或Co(OH)₂。

6.根據權利要求3-5任一項所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的溫度為700～800℃；

優選地，所述煅燒的時間為7～9h；

優選地，所述煅燒在氧氣氣氛下進行；

優選地，所述混合的方式為干法混合；

優選地，所述煅燒后依次進行冷卻、粉碎和過篩。

7.根據權利要求3-6任一項所述的制備方法，其特征在于，所述四元多晶正極材料經過包覆處理；

優選地，所述包覆處理為硼包覆；

優選地，所述硼包覆包括：將所述四元多晶正極材料與蒸餾水攪拌混合后，烘干并與硼包覆劑混合，進行包覆煅燒后得到包覆的四元多晶正極材料；

優選地，所述四元多晶正極材料與蒸餾水的體積比為1：(1～2)；

優選地，所述攪拌的速度為200～400r/min；

優選地，所述攪拌的時間為5～15min；

優選地，所述烘干的溫度為100～200℃；

優選地，所述烘干的時間為5～10h；

優選地，所述烘干在真空干燥箱內進行。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述硼包覆劑與四元多晶正極材料的摩爾比為(0.01～0.03):1；

優選地，所述硼包覆劑包括硼酸和/或氧化硼；

優選地，所述包覆煅燒的溫度為250～350℃；

優選地，所述包覆煅燒的時間為7～9h；

優選地，所述硼包覆劑與四元多晶正極材料的混合方式為干法混合。