[發明專利]正極材料及其制備方法、正極極片和二次電池

在審

• 申請號: 202211549465.3
• 申請日: 2022-12-05
• 公開（公告）號: CN115763761A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 陳心怡;萬遠鑫;孔令涌;張莉;裴現一男
• 申請（專利權）人: 深圳市德方創域新能源科技有限公司;曲靖德方創界新能源科技有限公司;佛山市德方創界新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/13;H01M4/525;H01M4/58
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 賴妙旋

一種正極材料及其制備方法、正極極片和二次電池，正極材料包括基底和磷酸鎳，磷酸鎳形成在所述基底內和/或所述基底的外表面，正極材料的制備方法包括：提供第一正極材料，第一正極材料包括基底和形成在基底內的氧化鎳；將第一正極材料與磷酸混合，獲得前驅體混合物；將前驅體混合物置于反應器中煅燒，冷卻后得到第二正極材料，第二正極材料包括基底和形成在基底內的磷酸鎳。本申請提供的正極材料及其制備方法、正極極片和二次電池，主要將摻雜在第一正極材料中的氧化鎳轉化為磷酸鎳，從而避免巖鹽相的氧化鎳雜質為氧自由基提供容留地，避免層狀結構的鎳系富鋰正極材料往巖鹽相發生不可逆的蛻變。

技術領域

本申請涉及二次電池技術領域，具體涉及一種正極材料及其制備方法、正極極片和二次電池。

背景技術

新能源汽車發展的同時帶動了電池行業的迅速擴張，特別是二次電池行業持續快速發展，市場競爭激烈，二次電池快速降價趨勢明顯。降低生產成本、提高產品性能增加市場競爭優勢，對企業長期發展具有重要意義。

正極材料作為二次電池的核心之一，直接影響了其性能、成本、壽命以及安全性等。層狀結構的鎳系富鋰正極材料是一種可以用于制備二次電池的原料，但是在制備鎳系富鋰正極材料時不可避免的會形成少量的氧化鎳雜質。而巖鹽相的氧化鎳雜質為氧自由基提供了容留地，會使得層狀結構的鎳系富鋰正極材料往巖鹽相發生不可逆的蛻變。因此，鎳系富鋰正極的應用受到氧化鎳巖鹽相形成的阻礙。

發明內容

本申請的目的是提供一種正極材料及其制備方法、正極極片和二次電池，所述制備方法能夠去除正極材料中的氧化鎳，避免正極材料往巖鹽相發生轉變，從而提高正極材料的電化學性能。

為實現本申請的目的，本申請提供了如下的技術方案：

第一方面，本申請提供一種正極材料，所述正極材料包括基底和磷酸鎳，所述基底的化學式為Li_1+xNi_yQ_wO_z，其中，Q選自除Li和Ni以外的其他元素，其中，0≤x≤1，0＜y≤1，0＜z＜6，w≥0，所述磷酸鎳形成在所述基底內和/或所述基底的外表面。

本申請通過在基底內形成晶型結構更加穩定的磷酸鎳，可以減少正極材料中氧自由基的容留地，能夠避免Li _1+xNi_yQ_wO_z的基底往巖鹽相發生不可逆的蛻變，從而提高鎳系正極材料Li_1+xNi_yQ_wO_z的循環性能；同時，正極材料中原本的氧化鎳和氧化鋰均轉變為磷酸鎳后，不但能夠有效地提高了正極材料的結構穩定性，還可以提高正極材料的純度，進一步使得Li_1+xNi_yQ_wO_z的充放電性能得到提高。

一種實施方式中，所述基底包括化學式為Li_1+xNiO₂的含鋰化合物，其中0≤x≤1。

一種實施方式中，所述基底的晶體密度大于所述磷酸鎳的晶體密度，所述基底的晶體結構與所述磷酸鎳的晶體結構不同。

一種實施方式中，所述磷酸鎳在所述基底內形成顆粒，且所述磷酸鎳顆粒分散在所述基底內，所述基底中N i元素的含量大于所述磷酸鎳中Ni元素的含量。

一種實施方式中，所述磷酸鎳在所述基底的外表面形成顆粒，且所述磷酸鎳顆粒分散在所述基底的外表面，所述基底中Ni元素的含量大于所述磷酸鎳中Ni元素的含量。

一種實施方式中，所述磷酸鎳包裹在所述基底的外表面，所述基底中Ni元素的含量大于所述磷酸鎳中Ni元素的含量。