[發明專利]電池正極材料前驅體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111217593.3
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN113929156A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 祖國晶;王鵬峰;謝能建;魏國禎;林琳;曾雷英
• 申請（專利權）人: 廈門廈鎢新能源材料股份有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334
• 代理人: 吝金環;張小麗

本申請提供一種電池正極材料前驅體的制備方法，包括以下步驟：將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽與去離子水混合，配成第一鹽溶液；配置第一底液；將所述第一鹽溶液、氨水和氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液加入到所述第一底液中，得到第一固液混合物，將第一固液混合物過濾、清洗、干燥，得到核體；將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽與去離子水混合，配成第二鹽溶液；配制第二底液；將核體加入到第二底液中，再將第二鹽溶液、絡合劑和沉淀劑加入第二底液中，得到第二固液混合物，將第二固液混合物過濾、清洗、干燥，即得到所述電池正極材料前驅體。本申請還提供一種電池正極材料前驅體及包括所述電池正極材料前驅體的電池。

技術領域

本申請涉及電池技術領域，尤其涉及一種電池正極材料及其制備方法和包括所述電池正極材料的電池。

背景技術

鋰離子電池正極材料的性能很大程度上受前驅體性能的影響。前驅體經過燒結鋰化過程后轉變成相應的球狀正極材料，從材料結構和形貌上看，鋰化前后具有很強的承繼性，所以前驅體結構和形貌的優化對提升正極材料的性能具有重大意義。

比表面積是鋰離子電池正極材料的一個重要指標，較大的比表面積可以促進鋰離子的脫嵌、提高材料的比容量和大電流充放電能力，因此在一些高倍率、高容量的動力電池中需要有較大比表面積的鋰離子電池正極材料，因而需要有較大比表面積的正極材料前驅體。但是現有技術中的共沉淀反應制備前驅體的工藝中，增大比表面積往往會導致前驅體材料的振實密度降低，不能同時滿足比表面積大和振實密度高的要求。

發明內容

有鑒于此，本申請提出一種電池正極材料前驅體的制備方法，以制備出兼顧高比表面積和大振實密度的電池正極材料前驅體。

另，還有必要提出一種包括上述電池正極材料前驅體的電池。

本申請一實施方式提供一種電池正極材料前驅體的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽按照摩爾比Ni:Co:Mn＝(0～1):(0～1):(0～1)與去離子水混合，配成第一鹽溶液；

將去離子水升溫至第一溫度，加入氨水，再加入氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，配成第一底液；

將所述第一鹽溶液、氨水和氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液加入到所述第一底液中進行反應，得到第一固液混合物，將所述第一固液混合物過濾、清洗、干燥，得到所述電池正極材料前驅體的核體；

將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽按照摩爾比Ni:Co:Mn＝(0～1):(0～1):(0～1)與去離子水混合，配成第二鹽溶液；

將去離子水升溫至第二溫度，加入絡合劑和沉淀劑，配成第二底液；

將所述核體加入到所述第二底液中，再將所述第二鹽溶液、絡合劑和沉淀劑加入所述第二底液中進行反應，得到第二固液混合物，將所述第二固液混合物過濾、清洗、干燥，使所述核體表面生成均勻分布的納米粒子層，即得到所述電池正極材料前驅體。

一種實施方式中，所述“將所述第一鹽溶液、氨水和氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀加入到所述第一底液中進行反應”的步驟中，反應條件為：pH為10.0～12.5，溫度為45℃～70℃，反應時間為35h～90h，氧含量為5％～40％，反應液中氨水的總濃度為0～1mol/L。

一種實施方式中，所述“將所述核體加入到所述第二底液中，再將所述第二鹽溶液、絡合劑和沉淀劑加入所述第二底液中進行反應”的步驟中，反應條件為：pH為10.0～12.5，溫度為45℃～70℃，反應時間為1h～10h，氧含量為5％～40％，反應液中絡合劑的總濃度為0.02mol/L～1mol/L。

一種實施方式中，所述鎳鹽包括硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物或乙酸鹽中的至少一種，所述鈷鹽包括硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物或乙酸鹽中的至少一種，所述錳鹽包括硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物或乙酸鹽中的至少一種。