[發(fā)明專(zhuān)利]復(fù)合正極材料及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210142540.8
• 申請(qǐng)日: 2022-02-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114614006A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃友元;楊順毅;張弘旭;宋雄;嚴(yán)武渭;羅亮;野村峻;守田昂輝;四宮拓也
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市貝特瑞納米科技有限公司;三洋電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/62
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/62;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 北京匯思誠(chéng)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11444
• 代理人: 錢(qián)嫻靜

1.一種復(fù)合正極材料，其特征在于，所述復(fù)合正極材料包括：

活性材料，所述活性材料的化學(xué)通式為L(zhǎng)i_a(Ni_xCo_yR_z)_1-bM_bO₂，其中，0.9≤a≤1.10，x+y+z＝1，0.8≤x≤0.99，0≤y≤0.15，0≤z≤0.1，0≤b≤0.1；R包括Al和/或Mn，M包括金屬元素；

及分布于所述活性材料表面的包覆層，所述包覆層包括磷酸化合物；

所述復(fù)合正極材料的顆粒硬度Cs≥50Mpa，且滿(mǎn)足以下關(guān)系：

Cs₁₀/Cs₅₀≥0.7；其中，Cs₁₀為粒徑為D10的顆粒的硬度，Cs₅₀為粒徑為D50的顆粒的硬度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合正極材料，其特征在于，其滿(mǎn)足以下條件a～c的至少一者：

a.所述Li_a(Ni_xCo_yR_z)_1-bM_bO₂中的M包括Mg、Sr、Ca、Ba、Ti、Zr、Mn、Y、Gd、W、Nb、La及Mo中的至少一種；

b.所述活性材料的(003)晶面X射線(xiàn)衍射峰強(qiáng)度I₀₀₃與(104)晶面X射線(xiàn)衍射峰強(qiáng)度I₁₀₄的比值≥1.25；

c.所述活性材料的Li離子在晶格的Li位置中的占有率≥98％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合正極材料，其特征在于，其滿(mǎn)足以下條件a～e的至少一者：

a.所述磷酸化合物包括Li₃PO₄及LiXPO₄中的至少一種，X包括Na、K、Al、Sr、Zr、B、Mg、Ba、Ca、Co、W中的至少一種；

b.所述包覆層中的磷酸化合物的含量為所述活性材料的質(zhì)量的0.05wt％～1.5wt％；

c.所述復(fù)合正極材料的粉體電導(dǎo)率為0.001S/cm～0.1S/cm；

d.所述復(fù)合正極材料的比表面積為0.2m²/g～2.0m²/g；

e.所述復(fù)合正極材料的平均粒徑為3μm～20μm。

4.一種復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

將主成份、輔成份以及鋰化合物混合后進(jìn)行燒結(jié)，得到燒結(jié)產(chǎn)物；其中，所述主成份包括Ni_xCo_yR_zO、Ni_xCo_yR_z(OH)₂或Ni_xCo_yR_zOOH中的至少一種，其中，x+y+z＝1，0.8≤x≤0.99，0≤y≤0.15，0≤z≤0.1，所述輔成份包括M的氧化物、M的氫氧化物或M的磷酸鹽中的至少一種，M包括金屬元素，R包括Al和/或Mn；

將所述燒結(jié)產(chǎn)物進(jìn)行破碎、洗滌、過(guò)濾，得到活性材料濾餅；

采用霧化方式將含磷酸根離子及鋰離子的包覆溶液與所述活性材料濾餅進(jìn)行包覆處理，得到復(fù)合正極材料；所述復(fù)合正極材料包括活性材料及分布于所述活性材料表面的包覆層，所述包覆層包括磷酸化合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，其滿(mǎn)足以下條件a～d的至少一者：

a.所述鋰化合物的添加量為：使得主成份中的Ni、Co及R的摩爾含量總和與Li的摩爾含量比值為1：(0.9～1.10)；

b.得到所述燒結(jié)產(chǎn)物的條件為：于含氧氣氛下加熱至650℃～850℃燒結(jié)5h～20h；

c.所述主成份的平均粒徑為3μm～20μm；

d.所述鋰化合物包括氫氧化鋰、碳酸鋰、醋酸鋰、硝酸鋰及草酸鋰中的至少一種。