[發明專利]一種鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202310638087.4
• 申請日: 2023-06-01
• 公開（公告）號: CN116632227A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 朱永明;高鵬;王楨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M4/36;H01M10/0525
• 代理公司: 北京奧肯律師事務所 11881
• 代理人: 徐冰倩

1.一種鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料，其特征在于，所述鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料包括鎳酸鋰包覆層和三元正極材料顆粒；所述鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的化學式為LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中，0x1，0y1，0(x+y)1。

2.根據權利要求1所述的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法的具體步驟如下：

步驟1：制備前驅體：稱取鎳鹽、鈷鹽、錳鹽溶于水中得到鹽溶液，在反應器中加入鹽溶液、沉淀劑、絡合劑，控制反應溫度為40-60℃，PH為11-12；

反應完成后，進行陳化、抽濾、干燥，即得所述前驅體；

步驟2：金屬鎳包覆：將前驅體分散在包覆液中，反應1-3h，抽濾、干燥后得到金屬鎳包覆的前驅體粉末；

步驟3：燒結處理：將金屬鎳包覆的前驅體粉末與氫氧化鋰混合，在氧氣條件下燒結，先升溫至480-520℃保溫3-5h，再升溫至760-800℃保溫14-16h，冷卻，即得所述鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料。

3.根據權利要求2所述的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述鎳鹽為NiSO₄及其水合物、Ni(NO₃)₂及其水合物的一種；所述鈷鹽為CoSO₄及其水合物、Co(NO₃)₂及其水合物中的一種；所述錳鹽為MnSO₄及其水合物、Mn(NO₃)₂及其水合物中的一種。

4.根據權利要求2所述的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述沉淀劑為氫氧化鈉溶液。

5.根據權利要求2所述的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述絡合劑為25％的氨水和水的混合液。

6.根據權利要求2所述的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述鹽溶液、沉淀劑、絡合劑同時加入反應器中，并控制鹽溶液的進料速率為0.3-0.6ml/min，絡合劑的進料速率為0.05-0.15ml/min。

7.根據權利要求2所述的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，包覆液的原料包括2～3g·L^-1的NaBH₄，15～25g·L^-1的NiSO₄·7H₂O，30～50g·L^-1的NaKC₄H₄O₆·4H₂O。

8.根據權利要求2所述的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟3中所述金屬鎳包覆的前驅體粉末與氫氧化鋰的摩爾比為1：1-1.1。

9.根據權利要求2所述的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，升溫速率為3-8℃/min。

10.一種根據權利要求1-9任一項制備的鎳酸鋰包覆高鎳三元正極材料在鋰離子電池中的應用。