[發明專利]一種正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202211682230.1
• 申請日: 2022-12-26
• 公開（公告）號: CN115939355A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 岳旭佳;武增雪;孫偉麗;王碧軍;梅文捷;張中光;李琮熙
• 申請（專利權）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M4/505;H01M4/485
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 吳莎;臧建明

本發明提供一種正極材料及其制備方法。本發明的正極材料包括高鎳三元材料，所述高鎳三元材料包括第一顆粒和第二顆粒，所述第一顆粒的平均粒徑為1～9μm，所述第二顆粒的平均粒徑為13～25μm，所述第一顆粒表面具有包覆層，所述包覆層的材料包括氧化鋁。本發明的正極材料顆粒不易團聚，具有良好的流動性。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，涉及一種正極材料及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池由于具有高工作電壓、高能量密度以及長循環壽命等優點而得到廣泛應用，而正極材料是鋰離子電池的重要組成，決定了鋰離子電池的主要電化學性能。目前常用的鋰離子電池正極材料有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰和富鋰材料等。隨著人們對高能量密度、低成本的追求，高鎳材料被認為是最有應用前景的正極材料之一。

為了提高高鎳正極材料的倍率性能、比容量、壓實密度等性能，通常將大粒徑的顆粒和小粒徑的顆粒搭配使用，其中，小粒徑的顆粒通常平均粒徑在1～9μm左右。由于小顆粒的高鎳正極材料粒徑比較小，因而材料的比表面積大，與空氣接觸容易吸水進而導致材料容易團聚，流動性差，在實際的生產工藝中會出現過篩困難，多工序堵料等現象。

因此，改善高鎳正極材料中小粒徑顆粒的團聚現象，增強其流動性對工業生產具有重要意義。

發明內容

本發明提供一種正極材料，該正極材料包括小粒徑顆粒和大粒徑顆粒摻混的高鎳三元材料，其中小粒徑顆粒的高鎳三元材料表明具有含有氧化鋁的包覆層，該正極材料在具有高壓實密度的基礎上，還具有不易團聚，流動性好，易于涂布的優勢。

本發明還提供一種如上所述的正極材料的制備方法，該方法通過濕法工藝實現了對小粒徑顆粒高鎳三元材料表面的均勻包覆，制備得到的正極材料具有不易團聚、流動性強的優勢。

本發明第一方面提供一種正極材料，所述正極材料包括高鎳三元材料，所述高鎳三元材料包括第一顆粒和第二顆粒，所述第一顆粒的平均粒徑為1～9μm，所述第二顆粒的平均粒徑為13～25μm；

所述第一顆粒表面具有包覆層，所述包覆層的材料包括氧化鋁。

如上所述的正極材料，其中，所述高鎳三元材料的分子式為Li_nNi_xCo_yM_1-x-yO₂，其中，0.95≤n＜1.2，0.5≤x＜1，0＜y＜0.5，0＜x+y＜0.5，M選自Mn、Al、Ti、Mg中的至少一種。

如上所述的正極材料，其中，所述包覆層的材料還包括偏鋁酸鋰。

如上所述的正極材料，其中，所述第一顆粒和所述第二顆粒的質量比為1：(0.5～5)。

如上所述的正極材料，其中，所述包覆層中，氧化鋁和偏鋁酸鋰的質量比為1：(0.02～1)。

如上所述的正極材料，其中，所述包覆層的厚度為5～25nm。

本發明第二方面提供一種如上所述的正極材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將平均粒徑為1～9μm的第一顆粒與去離子水混合，得到堿性漿料體系；

2)將鋁鹽溶液與所述堿性漿料體系混合，得到混合漿料體系；

3)對所述混合漿料體系依次進行固液分離處理、干燥處理、過篩處理、煅燒處理后得到具有包覆層的第一顆粒；

4)將所述具有包覆層的第一顆粒與平均粒徑為13～25μm的第二顆粒混合后得到所述正極材料。

如上所述的制備方法，其中，所述堿性漿料體系的pH值為9～12。

如上所述的制備方法，其中，所述鋁鹽溶液的濃度為0.01～0.2mol/L。