[發(fā)明專利]單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法、由所述方法形成的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料、包含其的正極和鋰二次電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202180032572.6
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN115529825A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭鎬寧;金大星;金俊奎;文裁泳;吳明煥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/525;H01M4/505
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;陳海濤

1.一種單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，所述方法包括如下步驟：

(S1)將包含鎳原料粉末的各種過渡金屬原料粉末與第一鋰原料以使得鋰對全部過渡金屬的摩爾比為0.95至1.02的方式進行混合，以制備第一混合物，其中所述各種過渡金屬原料粉末以使得鎳對全部過渡金屬的摩爾比為80mol％以上的量包含所述鎳原料粉末；

(S2)將所述第一混合物在氧氣環(huán)境中進行一次燒結(jié)，以引起固相反應(yīng)，并冷卻；

(S3)將(S2)的制得物與第二鋰原料以使得鋰對全部過渡金屬的總摩爾比為1.00至1.09的方式進行混合，以制備第二混合物；和

(S4)將所述第二混合物在氧氣環(huán)境中進行二次燒結(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，其中以使得所述第二鋰原料的鋰對全部過渡金屬的摩爾比為0.01至0.07的量混合所述第二鋰原料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，其中所述包含鎳原料粉末的各種過渡金屬原料粉末包含鎳原料粉末、鈷原料粉末和錳原料粉末。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，其中

所述鎳原料粉末包括選自氧化鎳、碳酸鎳、硫酸鎳、氫氧化鎳、磷酸鎳和硝酸鎳中的至少一種；

所述鈷原料粉末包括選自氧化鈷、碳酸鈷、硫酸鈷、氫氧化鈷和磷酸鈷中的至少一種；以及

所述錳原料粉末包括選自二氧化錳、碳酸錳、硫酸錳和硝酸錳中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，其中所述鈷原料粉末和所述錳原料粉末以使得鈷和錳對全部過渡金屬的摩爾比分別為10mol％以下的量相互獨立地混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，其中所述第一鋰原料和所述第二鋰原料各自彼此獨立地包括選自氫氧化鋰、氫氧化鋰水合物和碳酸鋰中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，其中

(S2)中的一次燒結(jié)的溫度為760℃至900℃，以及

(S4)中的二次燒結(jié)的溫度為760℃至900℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，其中所述單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法通過非洗滌工序進行，并且鋰雜質(zhì)含量為1重量％以下。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料的固相合成方法，其中所述單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料具有3.0μm至8.0μm的平均粒徑(D50)。

10.一種單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料，所述正極活性材料是通過權(quán)利要求1至9中任一項所述的固相合成方法制造的。

11.一種正極，所述正極包含權(quán)利要求10所述的單粒子形式的富鎳鋰復(fù)合過渡金屬氧化物正極活性材料。

12.一種鋰二次電池，所述鋰二次電池包含權(quán)利要求11所述的正極。