[發明專利]復合包覆型高鎳多晶正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210808519.7
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN115528221A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 于利梅;徐寧;呂菲;付佳莉
• 申請（專利權）人: 天津巴莫科技有限責任公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;C01G53/00
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• 代理人: 暫無信息

本發明揭露一種復合包覆型高鎳多晶正極材料及其制備方法，復合包覆型高鎳多晶正極材料具有本體材料以及復合包覆層，復合包覆層具有內層包覆層和外層包覆層，內層包覆層為包覆劑A成膜狀包覆在本體材料表面，外層包覆層為包覆劑B成點狀分布在內層包覆層的表面，該復合包覆層不僅可有效抑制高鎳正極材料與空氣中的水分、二氧化碳的界面反應，還可以減少材料在循環過程中與電解液發生的副反應，提升材料界面穩定性，改善循環性能，降低DCR及循環過程的DCR增長，與此同時，包覆層也能在一定程度上阻止氧的釋放，保留鋰、氧空位，從而穩定材料原有的層狀結構。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池正極材料技術領域，尤其涉及一種復合包 覆型高鎳多晶正極材料及其制備方法。

背景技術

新能源汽車產業發展駛入快車道，電動化趨勢加速，對應動力電池達到需求1000GWh以上，與此同時，社會對動力電池高能量密度的需求也日益增加，提高鋰離子電 池的能量密度成為當前關注的焦點。

鋰離子動力電池成本構成中，市場規模最大、產值最高的環節當 屬正極材料，且其性能決定了電池的能量密度、壽命、安全性、使用 領域等，且成本占據了鋰離子電池的30～40％，是鋰離子電池中最核 心的關鍵材料。其中，高鎳材料(Ni含量在0.8以上的材料)具有較 高的比容量，循環壽命。

基于消費者對續航里程的要求越來越高，高比容量始終是高鎳材 料不斷發展的方向。隨著鎳含量的提高，鋰離子電池比容量會有明顯 提高，同時Ni含量的增加會帶來材料的結構穩定性和界面穩定性都 變差，出現了容量降低、高溫循環性能惡化、DCR增長等嚴重問題。

因此，急需要開發一整套創新性的摻雜包覆配方體系，來解決高 鎳正極材料面臨的技術難點。

發明內容

針對上述背景技術中提到的不足和缺陷，本發明提供一種復合包 覆型高鎳多晶正極材料及其制備方法，復合包覆型高鎳多晶正極材料 具有本體材料以及復合包覆層，復合包覆層具有內層包覆層和外層包 覆層，內層包覆層為包覆劑A成膜狀包覆在本體材料表面，外層包 覆層為包覆劑B成點狀均勻分布在內層包覆層的表面，有效抑制了 高鎳正極材料與空氣中水分、二氧化碳的副反應，改善材料表面穩定 性，從而提高材料的循環性能和存儲性能。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種復合包覆型高鎳多晶正極材料，其具有

本體材料，所述本體材料包括高鎳正極材料LiNi_xCo_yMn_ZO₂，其 中，0.80≤x≤0.98，0.01≤y≤0.19，0.01≤z≤0.19，x+y+z＝1；

以及復合包覆層，所述復合包覆層包覆在所述本體材料表面，所 述復合包覆層具有內層包覆層和外層包覆層，其中，所述內層包覆層 為包覆劑A成膜狀包覆在所述本體材料的表面，所述外層包覆層為 包覆劑B成點狀分布在所述內層包覆層的表面。

進一步的，包覆劑A選自磷酸鹽、硼酸鹽、釩酸鹽、偏鋁酸鹽 中的一種或多種，包覆劑B選自CeO₂、MnO₂、Al₂O₃、MgO、Co₃O₄、 AlF₃、SiO₂中的一種或多種。

進一步的，所述包覆劑A的包覆量為本體材料質量的0.05～ 2wt％，所述包覆劑B的包覆量為本體材料質量的0.1～5wt％。

進一步的，本體材料中含有摻雜劑，所述摻雜劑包含的元素選自Zr、Mg、Al、Y、Nb、Ti、Ru、W、Ta、V、Ce、Sr中的一種或多 種。

為實現上述目的，本發明還采用以下技術方案：

上述復合包覆型高鎳多晶正極材料的制備方法，包括如下步驟：