一种复合正极材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863592A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211643687.1H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2022.12.20(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人请求不公布姓名沈晓帆郑军华王亚州刘心同(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659专利代理师牛海燕(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种复合正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种复合正极材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将磷酸铝和硅源混合得到乳液；(2)将步骤(1)得到的乳液和正极材料混合进行流态化混合包覆，得到前驱体；(3)对步骤(2)得到的前驱体进行烧结处理得到所述复合正极材料，本发明针对镍锰酸锂材料在电池中容易发生歧化反应导致容量衰减和使电解液分解的情况，通过硅源复合磷酸铝包覆的方法抑制材料表面的副反应。CN115863592ACN115863592A权利要求书1/1页1.一种复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将磷酸铝和硅源混合得到乳液；(2)将步骤(1)得到的乳液和正极材料混合进行流态化混合包覆，得到前驱体；(3)对步骤(2)得到的前驱体进行烧结处理得到所述复合正极材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硅源包括正硅酸乙酯；优选地，所述磷酸铝和硅源的质量比为(0.1～5):(0.5～10)，优选为(0.5～2):(1～5)。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述乳液和正极材料的质量比为(0.6～15):100，优选为(3～8):100；优选地，所述正极材料包括镍锰酸锂正极材料。4.如权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述乳液和正极材料通过低速气流喷到流态化混合包覆机中；优选地，所述低速气流的压力为0.1～1MPa；优选地，加料完成后继续混合5～60min。5.如权利要求1‑4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述流态化混合包覆的温度为60～150℃，优选为85～100℃；优选地，所述流态化混合包覆的时间为10～30min。6.如权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述烧结处理的温度为500～1000℃；优选地，所述烧结处理的时间为3～8h；优选地，所述烧结处理的气氛包括空气和/或惰性气氛。7.一种复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料通过如权利要求1‑6任一项所述方法制得。8.如权利要求7所述的复合正极材料，其特征在于，所述复合复合正极材料包括镍钴锰酸锂内核和设置于所述镍钴锰酸锂内核表面的复合包覆层，所述复合包覆层包括二氧化硅和磷酸铝。9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包含如权利要求7或8所述的复合正极材料。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求9所述的正极极片。2CN115863592A说明书1/7页一种复合正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种复合正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]锂离子电池相对于主流的化学电池，具备高的能量密度、宽电压窗口和长的使用寿命等优势被广泛使用于高附加值的消费电子领域和动力电池领域。近些年，因为碳中和理念的提出，绿色可持续发展深入人心，汽车领域掀起了电动化的浪潮。作为电动汽车的核心部件，高性能动力电池的发展也日新月异。早期，日本吉野彰提出焦炭/钴酸锂体系电池，该电池的商业化质量能量密度仅为80Wh/kg。[0003]正极有钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料、四元材料以及无钴正极材料等；负极有软碳、硬碳以及硅碳等。根据基本的化学定律：能量密度＝电压×容量，高电压和高容量是锂电池永恒的需求。因此以高电压的镍锰镍锰酸锂体系和富锂高锰层状固溶体体系为代表的高性能锂离子电池引起了产业界广泛的兴趣。[0004]尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)根据氧空位的不同，主要分为有序结构和无序结构。其中无序结构因为较好的循环稳定性受到人们的广泛关注，但是因为氧孔隙较多会带来较多的三价锰，而三价锰容易发生姜泰勒效应，生成可溶性的二价锰。一方面，二价锰的溶解导致电极活性物质的减少，表现为电池容量的快速衰减；另一方面，可溶性的锰盐会迁移到负极影响SEI的稳定性，表现为电池的大量产气。[0005]CN104638227A公开