高镍三元镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113871613A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111146774.1(22)申请日2021.09.28(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人马加力张树涛李子郯江卫军王壮王亚州白艳杨红新(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人白雪(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称高镍三元镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种高镍三元镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：将NixCoyMnz(OH)2、氢氧化锂及过渡金属的纳米氧化物混合后，进行一次煅烧，得到基体材料，其中x≥0.8，x+y+z＝1；将钴的磷酸盐、锆源与基体材料混合后，进行二次煅烧，得到高镍三元镍钴锰酸锂正极材料。基于此，本发明的正极材料电化学性能更佳，有效地解决了现有技术中存在的高镍三元正极材料因其结构稳定性较差、化学稳定性较差及电池循环过程中在其表面形成的SEI层无法有效控制从而导致的电池电化学性能较差的问题。CN113871613ACN113871613A权利要求书1/1页1.一种高镍三元镍钴锰酸锂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：将NixCoyMnz(OH)2、氢氧化锂及过渡金属的纳米氧化物混合后，进行一次煅烧，得到基体材料，其中x≥0.8，x+y+z＝1；将钴的磷酸盐、锆源与所述基体材料混合后，进行二次煅烧，得到所述高镍三元镍钴锰酸锂正极材料；其中，所述钴的磷酸盐中钴的摩尔数与所述锆源中锆的摩尔数之比为1:(0.1～0.3)。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述NixCoyMnz(OH)2中镍钴锰的总摩尔数与所述氢氧化锂中锂的摩尔数之比为1:(1.00～1.10)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属的纳米氧化物的用量为所述NixCoyMnz(OH)2及所述氢氧化锂总重量的0.05～0.35％；优选地，所述钴的磷酸盐、所述锆源与所述基体材料的重量比为(0.005～0.015):(0.002～0.005):1；优选地，所述钴的磷酸盐为磷酸钴和/或焦磷酸钴。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属的纳米氧化物为纳米氧化锆、纳米氧化钛、纳米氧化钨、纳米氧化钼、纳米氧化铝或纳米氧化钇中的一种或多种。5.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述锆源为氧化锆、氢氧化锆、硝酸锆、磷酸锆或氯化锆中的一种或多种。6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，将所述NixCoyMnz(OH)2、所述氢氧化锂与所述过渡金属的纳米氧化物混合的步骤包括：先将所述NixCoyMnz(OH)2及所述氢氧化锂进行第一搅拌，再将所述过渡金属的纳米氧化物加入并进行第二搅拌；优选地，所述第一搅拌过程中，转速为700～2500rpm，搅拌时间为15～35min；优选地，所述第二搅拌过程中，转速为800～2000rpm，搅拌时间为10～30min。7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述一次煅烧过程中，煅烧温度为700～850℃，煅烧时间为5～20h；优选地，所述一次煅烧过程中，氧气体积浓度≥99.99％，氧气流量为10～30L/min。8.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述钴的磷酸盐由以下制备方法制得：将醋酸钴及磷酸混合后依次进行沉淀反应、过滤及干燥，以得到含有所述磷酸钴和所述焦磷酸钴的混合物，作为所述钴的磷酸盐；优选地，将所述钴的磷酸盐、所述锆源与所述基体材料混合的步骤中，采用第三搅拌的方式进行混合；优选地，所述第三搅拌过程中，转速为400～2000rpm，搅拌时间为10～30min。9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述二次煅烧过程中，煅烧温度为650～800℃，煅烧时间为5～10h；优选地，所述二次煅烧过程中，氧气体积浓度≥99.99％，氧气流量为10～30L/min。10.一种高镍三元镍钴锰酸锂正极材料，其特征在于，所述高镍三元镍钴锰酸锂正极材料由权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备得到。2CN113871613A说明书1/9页高镍三元镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂电池领域，具体而言，涉及一种高镍三元镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法。背景技术[0002]现如今，低成本、高能量密度及低毒性的高镍三元镍钴锰酸锂正极材料(NCM)正极材料或者镍钴