[發明專利]一種高壓實密度三元正極材料

有效

• 申請號: 202111271890.6
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113972369B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 蘇美華;戚洪亮;王裕生;孫國征;羅帥;孟祥鶴;王尊志;于建;袁徐俊
• 申請（專利權）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M4/485;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 北京知果之信知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 高科

1.一種高壓實密度三元正極材料，其特征在于，

所述正極材料包括下述重量配比的原料：二次球：單晶＝(2～7)：1；

二次球的通式為Li_nNi_aCo_bM_1-a-bO₂，0.95≤n≤1.10，0.75≤a≤1，0≤b≤0.2，M為Mn、Al中的一種，二次球的平均粒徑為5.5μm～14μm；

單晶的通式為Li_mNi_cCo_dN_1-c-dO₂，0.95≤m≤1.15，0.80≤c≤1，0≤d≤0.2，N為Mn、Al中的一種，單晶的平均粒徑為1.5μm～3μm；

所述三元正極材料體積分布的D50滿足：D50＝X*二次球平均粒徑+(1-X)*單晶平均粒徑，0.72≤X≤1.15；

所述三元正極材料的3.5T壓力下的壓實密度范圍為3.55g/cm³～3.86g/cm³，真實密度范圍為4.70g/cm³～5.10g/cm³，3.5T壓力下的壓實密度與其真密度的比值在0.72～0.81之間；

所述正極材料采用馬爾文2000激光粒度儀進行測試，其粒度體積分布的D50為6μm～12μm，Dmin為0.45μm～1.5μm，Dmax為20μm～32μm，其體積分布粒度的SPAN((D90-D10)/D50)值為0.6～1.7；

所述正極材料的比表面積為0.3m²/g～0.9m²/g；

采用扣電測試所述正極材料，在0.2C充，0.2C放的條件下，其單位克容量取值為200mAh/g～215mAh/g；

所述二次球由二次球一次顆粒組成，二次球一次顆粒的通式為LinNiaCobM1-a-bO2，0.95≤n≤1.10，0.75≤a≤1，0≤b≤0.2，M為Mn、Al中的一種，二次球一次顆粒的粒徑范圍為90nm～950nm；

所述單晶由單晶一次顆粒組成，單晶一次顆粒的通式為LimNicCodN1-c-dO2，0.95≤m≤1.15，0.80≤c≤1，0≤d≤0.2，N為Mn、Al中的一種，單晶一次顆粒的粒徑范圍為500nm～5μm。

2.根據權利要求1所述的高壓實密度三元正極材料，其特征在于，

所述正極材料包括下述重量份的原料：二次球2～7份、單晶1份；所述二次球的平均粒徑為5.5μm～14μm，所述單晶的平均粒徑為1.5μm～3μm；

所述正極材料的比表面積為0.40m²/g～0.60m²/g。

3.權利要求1-2之一所述的高壓實密度三元正極材料的制備方法，其特征在于，

包括以下步驟：

(1)制備二次球；

(2)制備單晶；

(3)將二次球和單晶，在溫度為20℃～25℃的條件下，混合攪拌6min～30min，得所述高壓實密度三元正極材料。

4.根據權利要求3所述的高壓實密度三元正極材料的制備方法，其特征在于，

所述二次球的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將前驅體、鋰鹽、添加劑N1混合均勻，在氧氣氛圍下加熱進行反應得中間產物；

步驟二、將中間產物經水洗、烘干、再加入添加劑N2進行二配返燒，得二次球。

5.根據權利要求4所述的高壓實密度三元正極材料的制備方法，其特征在于，

步驟一中，所述前驅體為鎳鈷錳的氫氧化物，所述鋰鹽為LiOH或Li₂CO₃，所述添加劑N1為四氧化三鈷，三氧化二鈷，氧化鑭，氧化鎂，氧化釔，氧化鈰，氧化鈦，氧化鎢，氧化鉬，氧化鉻，氧化鋯，氧化鍶，氧化鋁中的至少一種。

6.根據權利要求4所述的高壓實密度三元正極材料的制備方法，其特征在于，

步驟一中，所述加熱的溫度為700℃～820℃，在此溫度下反應的時間為8h～15h。