[發(fā)明專利]高鎳鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210195342.8
• 申請(qǐng)日: 2022-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN114551866B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寶;程磊;周亞楠;鄧鵬;林可博;鄧夢(mèng)軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江帕瓦新能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/525
• 分類號(hào): H01M4/525;H01M4/505;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京天盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳

1.一種高鎳正極材料，其特征在于，所述正極材料包括內(nèi)核層、中間層、外層三層結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)核層摻雜硼且化學(xué)分子式為L(zhǎng)iNi_x1Mn_1-x1-y1B_y1O₂，其中，0.7≤x1＜1，0≤y1＜0.01；所述中間層的化學(xué)分子式為L(zhǎng)iNi_x2Mn_1-x2-y2Me_y2O₂，其中，0.7≤x2＜1，0≤y2＜0.3，Me為Al、W、Zr、Mo、Nb中的一種或兩種以上；所述外層為快離子導(dǎo)體構(gòu)筑的巖鹽相結(jié)構(gòu)層。

2.如權(quán)利要求1所述的高鎳正極材料，其特征在于，所述快離子導(dǎo)體為L(zhǎng)i₂WO₄、LiAlO₂、Li₂ZrO₃、Li₂MoO₄、Li₃NbO₄、LiCoO₂中的一種或兩種以上。

3.如權(quán)利要求1或2所述的高鎳正極材料，其特征在于，所述鹽巖相結(jié)構(gòu)層的厚度為50~900nm。

4.一種高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）采用共沉淀法，在第一反應(yīng)釜中制備Ni_x1Mn_1-x1-y1B_y1(OH)₂漿料X，其中，0.7≤x1＜1，0＜y1＜0.01；

（2）在第二反應(yīng)釜中，以制備得到的漿料X為晶種，通過(guò)共沉淀法制備內(nèi)核層為Ni_x1Mn_1-x1-y1B_y1(OH)₂、中間層為Ni_x2Mn_1-x2-y2Me_y2(OH)₂的漿料Y，其中0.7≤x2＜1，0≤y2＜0.3，Me為Al、W、Zr、Mo、Nb一種或兩種以上；

（3）在第三反應(yīng)釜中加入漿料Y，并構(gòu)筑外層的鹽巖相結(jié)構(gòu)前體，得到正極材料的前驅(qū)體漿料；

（4）過(guò)濾前驅(qū)體漿料，前驅(qū)體經(jīng)洗滌、烘干、過(guò)篩、除鐵后，與鋰源均勻混合后燒結(jié)，得到正極材料。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟（1）之前，首先配制溶液：

配制絡(luò)合劑溶液A；

配制NaOH溶液B；

配制NaOH和LiOH的混合溶液C；

根據(jù)設(shè)計(jì)的高鎳正極材料的內(nèi)核層中各元素的摩爾比配制混合鹽溶液D；

根據(jù)設(shè)計(jì)的高鎳正極材料的中間層中鎳、錳的摩爾比配制混合鹽溶液E；

根據(jù)設(shè)計(jì)的高鎳正極材料的中間層中摻雜金屬M(fèi)e的摩爾量配制混合鹽溶液F；

根據(jù)設(shè)計(jì)的高鎳正極材料的外層結(jié)構(gòu)配制鹽巖相的金屬鹽溶液G，鹽巖相的金屬鹽選自Al、W、Zr、Mo、Nb、Co的鹽中的一種或兩種以上。

6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，絡(luò)合劑溶液A的濃度為4～11mol/L，絡(luò)合劑選自氨水、碳酸氫銨、乙二胺、乙二胺四乙酸中的至少一種；NaOH溶液B的濃度為1～11mol/L；溶液C中，NaOH的濃度為1～11 mol/L，LiOH的濃度為0.01～5.0 mol/L；溶液D中，鎳、錳金屬離子的總濃度為0.8～10.0 mol/L，硼的濃度為0.01-2.0mol/L；溶液E中，鎳、錳金屬離子的總濃度為0.8～10.0 mol/L；溶液F中，摻雜金屬M(fèi)e的總濃度為0.1~5.0 mol/L；溶液G中鹽巖相的金屬鹽的總濃度為0.01～3.0 mol/L。