高镍三元正极活性材料及制备方法、正极及锂离子电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115832282A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211687718.3H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2022.12.27(71)申请人上海轩邑新能源发展有限公司地址201800上海市嘉定区银龙路258弄24号1幢2层204室(72)发明人解志成张雅程骞(74)专利代理机构上海华诚知识产权代理有限公司31300专利代理师杨诺尔(51)Int.Cl.H01M4/525(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/485(2010.01)H01M4/131(2010.01)C01G53/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图4页(54)发明名称高镍三元正极活性材料及制备方法、正极及锂离子电池(57)摘要本发明提供一种高镍三元正极活性材料及其制备方法、正极、以及锂离子电池，所述高镍三元正极活性材料的化学通式为LiNiaCobM1‑a‑bO2‑xSx，其中，所述M金属为铝、锰中的一种以上，1>a>b>0，且0.01≤x≤0.08。高镍三元正极活性材料的制备方法，包括如下步骤：S1，按化学计量称取可溶性镍盐、钴盐、M金属盐、锂盐以及硫化物，其中，M金属盐为铝盐、锰盐中的一种以上；S2，将所述可溶性镍盐、钴盐、以及M金属盐溶解在水中，得到过渡金属溶液；S3，在所述过渡金属溶液中加入所述锂盐以及硫化物，并使其溶胶化，得到溶胶；S4，将所述溶胶加热以使其凝胶化，并进行干燥，得到干凝胶；S5，将所述干凝胶进行烧结，得到所述高镍三元正极活性材料。CN115832282ACN115832282A权利要求书1/1页1.一种高镍三元正极活性材料，其特征在于，所述高镍三元正极活性材料的化学通式为LiNiaCobM1‑a‑bO2‑xSx，其中，所述M金属为铝、锰中的一种以上，1>a>b>0，且0.01≤x≤0.08。2.一种高镍三元正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述高镍三元正极活性材料的化学通式为LiNiaCobM1‑a‑bO2‑xSx，其中，所述M金属为铝、锰中的一种以上，1>a>b>0，且0.01≤x≤0.08，所述方法包括如下步骤：S1，按化学计量称取可溶性镍盐、钴盐、M金属盐、锂盐以及硫化物，其中，M金属盐为铝盐、锰盐中的一种以上；S2，将所述可溶性镍盐、钴盐、以及M金属盐溶解在水中，得到过渡金属溶液；S3，在所述过渡金属溶液中加入所述锂盐以及硫化物，并使其溶胶化，得到溶胶；S4，将所述溶胶加热以使其凝胶化，并进行干燥，得到干凝胶；S5，将所述干凝胶进行烧结，得到所述高镍三元正极活性材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述可溶性镍盐、钴盐、M金属盐、锂盐，包括各金属的硝酸盐，所述硫化物包括硫化锂或硫化氢。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S31，制备络合剂水溶液，所述络合剂为柠檬酸；S32，将所述过渡金属溶液滴加所述络合剂水溶液中，并加入氨水溶液以调节pH值为7‑8，形成过渡金属络合物；S33，在形成过渡金属络合物后，在体系中加入所述锂盐及硫化物，搅拌得到所述溶胶。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S32中，所述络合剂水溶液通过水浴进行加热，所述水浴的温度为40‑50℃。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S32中，所述柠檬酸与所有过渡金属元素总计的摩尔比不得小于2:1，且所述步骤S32中在搅拌的条件下进行络合反应，络合反应时间为5h以上。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，在凝胶化过程中通过水浴对反应体系进行加热，水浴温度为80℃‑100℃，干燥在真空干燥箱中进行且干燥温度为100‑120℃，干燥时间为2‑10h。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S5包括：S51，将所述干干凝胶在通入流动氧气的管式炉中，进行预烧，预烧温度为400‑550℃，预烧时间为3‑6h；S52，预烧结束后，进一步加热进行煅烧，所述煅烧温度为700‑850℃，煅烧时间为12‑24h。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，升温时的升温速率为1‑3℃/min，且氧气流速为0.2‑1.0L/min。10.一种正极，其特征在于，包括：正极集流体；正极活性材料层，所述正极活性材料层设置在所述正极集流体表面，且所述正极活性材料层含有权利要求1所述的高镍三元正极活性材料，或权利要求2‑10任一项制备方法制备得到的高镍三元正极活性材料。11.一种锂离子电池，其特征在于，包含权利要求10所述的正极。2CN115832282A说明书1/9页高镍三元正极活性材料及制备方法、正极及锂离子电池技术领域[000