一种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CN114551843A(43)申请公布日2022.05.27(21)申请号202210189239.2H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2022.02.28H01M10/42(2006.01)(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)发明人王亚州张树涛李子郯王壮白艳杨红新(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250专利代理师周雷(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种正极材料及其制备方法和应用。本发明提供的正极材料的制备方法，包括如下步骤：将镍锰酸锂正极材料、硅烷偶联剂、有机溶剂和水进行混合，加热搅拌，得到硅烷偶联剂水解产物包覆的镍锰酸锂；将硅烷偶联剂水解产物包覆的镍锰酸锂进行煅烧，得到所述正极材料。本发明提供的制备方法制备的正极材料能够将镍锰酸锂与电解液接触面大大降低，从而使得镍锰酸锂电池在高温高压下大大降低了副反应的发生，提高了电池在高温高压苛刻条件下的循环性能。CN114551843ACN114551843A权利要求书1/1页1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将镍锰酸锂正极材料、硅烷偶联剂、有机溶剂和水进行混合，加热搅拌，得到硅烷偶联剂水解产物包覆的镍锰酸锂；2)将硅烷偶联剂水解产物包覆的镍锰酸锂进行煅烧，得到所述正极材料。2.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍锰酸锂正极材料、硅烷偶联剂、有机溶剂和水的质量比为100：(5‑7)：(750‑850)：(1‑1.5)。3.根据权利要求1或2所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自KH570、KH560和KH550中的至少一种；所述有机溶剂为四氯化碳。4.根据权利要求1‑3任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述加热搅拌温度为70‑90℃，加热搅拌时间为3‑6h；步骤2)中所述煅烧温度为700‑750℃，煅烧时间为3‑5h，所述煅烧步骤在空气氛围下进行。5.根据权利要求1‑4任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中将镍锰酸锂正极材料和有机溶剂混合，然后加入硅烷偶联剂和水，加热搅拌，得到硅烷偶联剂水解产物包覆的镍锰酸锂。6.根据权利要求1‑5任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中加热搅拌结束后还包括对反应液进行过滤、干燥的步骤，优选的，所述干燥步骤为真空干燥，所述真空干燥温度为50‑70℃，真空干燥时间为20‑40h；所述正极材料的内核为镍锰酸锂正极材料，内核表面包覆有二氧化硅层；所述镍锰酸锂正极材料为尖晶石型镍锰酸锂正极材料。7.根据权利要求1‑6任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍锰酸锂正极材料的制备方法包括如下步骤：将锰源、镍源和锂源进行混合，然后将混合后的物料进行煅烧，得到所述镍锰酸锂正极材料。8.根据权利要求7所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述锰源为四氧化三锰，所述镍源为氧化镍，所述锂源为碳酸锂；所述混合后的物料中金属原子Li、Ni和Mn的摩尔比为(1.01‑1.05):(0.4‑0.475):(1.525‑1.6)；所述镍锰酸锂正极材料的制备方法中，煅烧温度为800℃‑950℃，保温时间为10h‑12h，所述煅烧步骤在空气气氛下进行，空气的通入流量为18‑22L/min；所述锰源的粒径D50为2‑4um，所述镍源的粒径D50为8‑10um，所述锂源的粒径D50为8‑10um。9.一种电池正极，其特征在于，包括权利要求1‑8任一项所述制备方法制备得到的正极材料。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极为权利要求9所述的电池正极。2CN114551843A说明书1/7页一种正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着电动汽车行业的发展，车企对电池企业的要求也日益增高，高比能量、长寿命、低成本的正极材料及其电池被迫切需要。其中锂离子电池以其工作电压高、比能量大、循环寿命长、污染小等优势受到电池企业的青睐。[0003]目前普遍使用的锂离子电池正极材料分别是钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂以及高电压镍锰酸锂等。由于钴价格昂贵，且钴酸锂、镍钴锰酸锂用于动力电池的安全隐患较大。因此，相对于含钴正极材料，镍锰酸锂是锂离子动力电池较为理想