利用杂多酸和/或杂多酸盐对正极材料掺杂的方法、正极材料和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114772574A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210613338.9H01M4/505(2010.01)(22)申请日2022.05.31H01M4/525(2010.01)H01M4/58(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司H01M4/62(2006.01)地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大H01M10/0525(2010.01)道8899号(72)发明人万江涛张勇杰张宁王涛李子郯杨红新(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.C01B25/45(2006.01)C01B32/05(2017.01)C01G53/00(2006.01)H01M4/36(2006.01)权利要求书2页说明书8页(54)发明名称利用杂多酸和/或杂多酸盐对正极材料掺杂的方法、正极材料和应用(57)摘要本发明公开了一种利用杂多酸和/或杂多酸盐对正极材料掺杂的方法、正极材料和应用。所述方法包括以下步骤：将正极材料的原料混合后一次烧结，得到掺杂的正极材料；其中，所述正极材料的原料中包括正极材料前驱体、添加剂和锂盐，所述添加剂包括杂多酸和/或杂多酸盐，所述杂多酸和/或杂多酸盐包括磷元素。本发明的方法在前驱体配锂阶段引入含磷元素的杂多酸和/或杂多酸盐，对正极材料掺杂，可以适当增强锂离子的交换和各种金属阳离子在整个材料骨架架构中的均一扩散，帮助在中低温下形成均一掺杂的正极材料，并稳步提高材料的电化学性能。CN114772574ACN114772574A权利要求书1/2页1.一种利用杂多酸和/或杂多酸盐对正极材料掺杂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将正极材料的原料混合后一次烧结，得到掺杂的正极材料；其中，所述正极材料的原料中包括正极材料前驱体、添加剂和锂盐，所述添加剂包括杂多酸和/或杂多酸盐，所述杂多酸和/或杂多酸盐包括磷元素。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杂多酸包括磷钨酸、磷钼酸和磷钒酸中的至少一种；优选地，所述杂多酸盐包括磷钨酸铵、磷钼酸铵、磷钒酸铵、磷钨钼酸和焦磷钒酸锆中的至少一种；优选地，所述杂多酸和/或杂多酸盐的添加量占所述正极材料前驱体质量的0.1‑1％，优选为0.2‑0.6％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述正极材料前驱体包括三元正极材料前驱体和磷酸铁锂前驱体中的至少一种，所述磷酸铁锂前驱体优选为磷酸铁。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述正极材料前驱体为磷酸铁锂前驱体，所述正极材料的原料中还包括碳源，所述正极材料的原料混合后烧结前进行湿法球磨和喷雾干燥的步骤；所述喷雾干燥后一次烧结前进行预干燥的步骤，所述预干燥的步骤为：400‑600℃干燥1‑3h，所述预干燥的气氛为空气氛围；所述一次烧结包括：在保护性气体保护下，350‑390℃预烧4‑6h，然后600‑800℃烧结8‑15h。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碳源的添加量占所述正极材料前驱体质量的10‑40％。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述正极材料前驱体为三元正极材料前驱体，所述一次烧结的气氛为含氧气氛，所述一次烧结的温度为600‑800℃，所述一次烧结的时间为10‑20h；所述一次烧结后依次进行洗涤脱水、预干燥和包覆的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述洗涤脱水的步骤中，液固比为1:1‑3:1，混合时间为20‑60min；优选地，所述洗涤脱水后含水率为1‑5％；优选地，所述预干燥的温度为100‑180℃，时间为3‑6h；优选地，所述包覆的步骤包括：将一次烧结产物与包覆剂混合，二次烧结；优选地，所述包覆剂包括氧化铝、氧化镁、氧化锌和二氧化钛中的至少一种。优选地，所述二次烧结的气氛为含氧气氛，所述二次烧结的温度为400‑700℃，所述二次烧结的时间为2‑15h。8.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料通过权利要求1‑7任一项所述的方法制备得到，所述正极材料为掺杂的正极材料，其中的掺杂元素包括磷元素以及钨、钼、钒和锆中的至少一种。9.如权利要求8所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料为三元正极材料，所述三元正极材料的表面设置有包覆层；或，所述正极材料为磷酸铁锂正极材料，所述磷酸铁锂正极材料的表面具有碳包覆层。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极中包括权利要求9所述的正2CN114772574A权利要求书2/2页极材料。3CN114772574A说明书1/8页利用杂多酸和/或杂多酸盐对正极材料掺杂的方法、正极材料和应用技术领域[0001]本发明涉及电池技术领域，涉及一种利用杂多酸和/或杂多酸盐对正极材料掺杂