正极材料及其制备方法、正极片和电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115799444A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202111052713.9(22)申请日2021.09.09(71)申请人深圳市贝特瑞纳米科技有限公司地址518000广东省深圳市光明新区公明街道西田社区高新技术工业园第1栋(72)发明人黄友元张弘旭罗亮严武渭杨顺毅(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师李双艳(51)Int.Cl.H01M4/131(2010.01)H01M4/1391(2010.01)H01M4/36(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书13页附图5页(54)发明名称正极材料及其制备方法、正极片和电池(57)摘要本申请提供了一种正极材料及其制备方法、正极片和电池，涉及正极材料技术领域，所述制备方法包括以下步骤：将锂化合物、二价钴化合物、三价钴化合物和任选的M化合物包覆于球形氢氧化镍的表面，然后将包覆后的材料在有氧条件下进行一次烧结；其中，三价钴化合物在所述钴化合物中的摩尔含量为50％‑85％。该制备方法采用二价钴化合物和三价钴化合物共同包覆球形氢氧化镍后烧结的方案，不仅能在镍酸锂颗粒的表面形成均匀的钴酸锂包覆层，而且能够在镍酸锂颗粒的内部形成钴掺杂，在保证材料超高镍含量的同时，能够有效抑制材料相变和与电解液的副反应，显著提升材料的倍率性能、循环稳定性和容量优势。CN115799444ACN115799444A权利要求书1/1页1.一种正极材料，其特征在于，包括锂镍复合氧化物颗粒，所述锂镍复合氧化物颗粒的外表面包覆有钴酸锂包覆层，所述锂镍复合氧化物颗粒的内部分布有钴元素；所述锂镍复合氧化物通式为LiaNi1‑x‑yCoxMyO2；其中，0.95≤a≤1.10，0≤x≤0.05，0≤y≤0.005，所述M包括第2族元素、第13族元素以及过渡金属元素中的至少一种，且不包括镍和钴。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述锂镍复合氧化物颗粒内部，从外至中心，钴元素的摩尔含量逐渐降低；和/或，以所述锂镍复合氧化物颗粒的外表面为起点，从外至中心延伸，钴元素的摩尔含量降低率为0.025mol％/μm‑0.3mol％/μm。3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料中，镍的摩尔含量＞94％；和/或，所述锂镍复合氧化物颗粒的平均粒径为3μm‑17μm；和/或，所述钴酸锂包覆层的厚度为20nm‑200nm。4.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将锂化合物、钴化合物和任选的M化合物包覆于氢氧化镍的表面，然后将包覆后的材料在有氧条件下进行烧结，得到正极材料；其中，所述钴化合物包括二价钴化合物和三价钴化合物。5.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述钴化合物在所述氢氧化镍和所述钴化合物的混合物中的摩尔含量为0.5％‑5％；和/或，所述三价钴化合物在所述钴化合物中的摩尔含量为50％‑85％。6.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，锂化合物、钴化合物和任选的M化合物通过固相混合的方式包覆于氢氧化镍的表面；和/或，固相混合的方式包括机械混合。7.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化镍、钴化合物以及任选的M化合物的物质的量之和与锂化合物的摩尔比为1:0.95‑1.1；和/或，所述氢氧化镍呈球形，平均粒径为3μm‑17μm。8.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述有氧条件包括有氧气氛，所述有氧气氛中氧气含量≥98％；和/或，所述烧结的温度为600℃‑750℃，时间为8h‑20h。9.根据权利要求4‑8任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，还包括在烧结后依次进行的洗涤、干燥和二次烧结步骤；其中，二次烧结的温度为250℃‑700℃，时间为5h‑15h。10.包括权利要求1‑3任一项所述的正极材料或权利要求4‑9任一项所述制备方法得到的正极材料的正极片或电池。2CN115799444A说明书1/13页正极材料及其制备方法、正极片和电池技术领域[0001]本申请涉及正极材料技术领域，尤其是涉及一种正极材料及其制备方法、正极片和电池。背景技术[0002]近年来，锂离子电池由于具有高电压、高能量密度以及长寿命而在汽车和移动设备等多个领域得到广泛应用，而正极材料直接决定了锂离子电池的主要性能。随着市场对于电池能量密度的要求越来越高，高镍材料已经成为最具有发展前景的锂离子电池正极材料之一。[0003]但是高镍材料往往存在循环性差和安全性低的缺点，因此，开发一种长循环、高安全的高镍正极材料成为本领域技术人员亟需解决的任务。发明内容[0004]基于此，有必要提供一种循环性