正极材料、其制备方法、包括其的正极和锂离子电池.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CN113851607A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202111096193.1(22)申请日2021.09.15(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代理人梁文惠(51)Int.Cl.H01M4/13(2010.01)H01M4/139(2010.01)H01M4/36(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书13页附图1页(54)发明名称正极材料、其制备方法、包括其的正极和锂离子电池(57)摘要本发明提供了正极材料、其制备方法、包括其的正极和锂离子电池。正极材料的制备方法包括：将正极材料与第一铝源、钴源、锆源进行第一次干法混合，得到第一混合物，第一次干法混合的转速为500～700rpm，混合时间为2～5min；对第一混合物进行第二次干法混合，得到第二混合物，第二次干法混合的转速为800～1200rpm，混合时间为10～300min；将第二混合物在第一含氧气气氛中进行第一煅烧，得到具有包覆层的正极材料。本申请采用干法混合将第一铝源、钴源、锆源与正极材料进行共包覆，混合工艺简单，在混合过程中避免水洗带来的劣势，减少工艺步骤及成本。CN113851607ACN113851607A权利要求书1/2页1.一种具有包覆层的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，将正极材料与第一铝源、钴源、锆源进行第一次干法混合，得到第一混合物，所述第一次干法混合的转速为500～700rpm，混合时间为2～5min；步骤S2，对所述第一混合物进行第二次干法混合，得到第二混合物，所述第二次干法混合的转速为800～1200rpm，混合时间为10～300min；步骤S3，将所述第二混合物在第一含氧气气氛中进行第一煅烧，得到具有包覆层的正极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正极材料与所述第一铝源、所述钴源、所述锆源的质量比为1:0.001～0.003:0.001～0.015:0.001～0.005，优选地，所述第一铝源选自铝的氧化物、铝的氢氧化物、铝的硫酸盐中的一种或多种；优选地，所述锆源为锆的氧化物、锆的氢氧化物中的一种或两种；优选地，所述钴源为四氧化三钴、氯化钴、乙酸钴、硝酸钴、氢氧化钴、硫酸钴中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正极材料的粒度D50为3～4μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一煅烧的温度为700～850℃、时间为4～20h；优选所述第一煅烧前的升温速率为2～5℃/min，优选地，所述第一含氧气气氛中氧气的浓度≥99.99％，所述第一含氧气气氛的流量为5～20L/min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括所述正极材料的制备过程，所述制备过程包括：步骤A，将前驱体、氢氧化锂和可选的掺杂剂混合，形成第三混合物，所述前驱体为三元前驱体或四元前驱体，所述三元前驱体的通式为NixCoyMnz(OH)2，其中，x≥0.8，x+y+z＝1；所述四元前驱体的通式为NipCokMnnAlm(OH)2，其中，p≥0.8，0<k≤0.15，0<n≤0.15，0<m≤0.02，且p+k+n+m＝1；优选所述前驱体与所述氢氧化锂中金属的摩尔比为1:1～1.1；步骤B，对所述第三混合物在第二含氧气气氛中进行第二煅烧，得到所述正极材料，优选地，所述掺杂剂选自钨源、锶源、第二铝源和钇源中的一种或多种，优选所述钨源选自三氧化钨、偏钨酸铵、钨酸铵中的一种或多种，优选所述锶源选自碳酸锶、硝酸锶、氢氧化锶、金属锶中的一种或多种，优选所述第二铝源选自氧化铝、氢氧化铝、硝酸铝、醋酸铝、硫酸铝中的一种或多种，优选所述钇源选自氧化钇、硝酸钇、醋酸钇、碳酸钇中的一种或多种；进一步优选所述掺杂剂在所述第三混合物中的浓度为500～6000ppm。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A包括：将所述前驱体、所述氢氧化锂和所述可选的掺杂剂进行第三混合，得到初混物，第三混合的转速为300～500rpm、混合时间为2～5min；对所述初混物进行第四混合，得到所述第三混合物，所述第四混合的转速为700～1200rpm、时间为10～30min。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二煅烧的温度为800～950℃、时间为5～15h；优选第二煅烧前的升温速率为2～5℃/min，优选地，所述第二含氧气气氛中氧气的浓度≥99.99％，所述第二含氧气气氛的流量为5～2