[發(fā)明專利]三元單晶正極材料、制備方法、后處理方法和應用

在審

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• 申請日: 2022-12-05
• 公開（公告）號: CN115799473A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 賴晶;閔盛煥;姚元路;王亞輝;武文曦;高敞;曹穎;徐寧
• 申請（專利權(quán)）人: 天津巴莫科技有限責任公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/13;H01M10/0525;H01M4/62;H01M4/525;H01M4/505;H01M4/02
• 代理公司: 北京華進京聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 王佩

1.一種三元單晶正極材料，其特征在于，包括正極材料基體和包覆在所述正極材料基體表面的包覆層；

所述正極材料基體包括化學式為LiNi_xCo_yMn_zM_(1-x-y-z)O₂的材料，其中，M為摻雜元素，M包括W、B、Nb、Ta和Mo中的一種或多種，0.6≤x≤0.85，0.05≤y≤0.2，0.1≤z≤0.4，x+y+z＜1；

所述包覆層的材料包括摻雜元素M的鋰復合氧化物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元單晶正極材料，其特征在于，所述摻雜元素M的鋰復合氧化物包括Li₂WO₄、Li₃BO₃、LiNbO₃、LiTaO₃和Li₂MoO₄中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1～2任一項所述的三元單晶正極材料，其特征在于，所述三元單晶正極材料的比表面積＜1m²/g。

4.一種正極材料的后處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

將待處理的正極材料浸泡在氧化性溶液中進行氧化處理，得到權(quán)利要求1所述的三元單晶正極材料；

可選地，所述氧化性溶液中的溶質(zhì)包括KMnO₄、H₂O₂、K₂CrO₄和KClO₃中的一種或多種；

可選地，所述氧化性溶液的濃度為5mol/L～15mol/L；

可選地，所述浸泡的溫度為25℃～55℃，所述浸泡的時間為0.5h～3h。

5.如權(quán)利要求1～3任一項所述的三元單晶正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽配制成混合金屬鹽溶液；

將所述混合金屬鹽溶液、堿液和絡合劑混合，進行第一共沉淀反應；

將所述第一共沉淀反應得到的漿料與摻雜劑混合，通過第二共沉淀反應制得前驅(qū)體，所述摻雜劑包括摻雜元素M的鹽溶液；

將所述前驅(qū)體與鋰源混合后進行煅燒處理，制得中間體；

采用權(quán)利要求4所述的后處理方法對所述中間體進行氧化處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述前驅(qū)體包括化學式為Ni_aCo_bMn_cM_(1-a-b-c)(OH)₂的材料，其中，0.3≤a≤0.9，0.02≤b≤0.4，0.02≤c≤0.5，a+b+c＜1；優(yōu)選地，0.6≤a≤0.85，0.05≤b≤0.2，0.1≤c≤0.4，a+b+c＜1。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述中間體具備以下特征(1)～(4)中的至少一個：

(1)所述中間體的平均粒度D50為3μm～4μm；

(2)所述中間體的振實密度＞1.6g/cm³；

(3)所述中間體中Li₂CO₃的質(zhì)量百分含量≤0.15wt％；

(4)所述中間體中LiOH的質(zhì)量百分含量≤0.15wt％。