正极活性物质前体、正极活性物质及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115716659A(43)申请公布日2023.02.28(21)申请号202210208129.6H01M4/505(2010.01)(22)申请日2022.03.04H01M4/525(2010.01)(30)优先权数据10-2021-01115942021.08.24KR10-2021-01377182021.10.15KR(71)申请人三星SDI株式会社地址韩国京畿道(72)发明人孔泳善康硕文成原模全道煜长谷直行(74)专利代理机构北京德琦知识产权代理有限公司11018专利代理师周丹朴圣洁(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/36(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图4页(54)发明名称正极活性物质前体、正极活性物质及其制备方法(57)摘要公开了用于可再充电锂电池的正极活性物质前体、使用该正极活性物质前体制备正极活性物质的方法以及用于可再充电锂电池的正极活性物质。核‑壳颗粒形式的用于可再充电锂电池的正极活性物质前体包括核和围绕核的壳，核包括含有镍和锰的镍锰类复合氢氧化物，壳包括含有镍、锰和填料元素的镍锰类复合氢氧化物，并且填料元素包括选自由Al、Mo、Ti、W和Zr组成的组中的至少一种。CN115716659ACN115716659A权利要求书1/3页1.一种核‑壳颗粒形式的用于可再充电锂电池的正极活性物质前体，包括核和围绕所述核的壳，其中所述核包括含有镍和锰的镍锰类复合氢氧化物，所述壳包括含有镍、锰和填料元素的镍锰类复合氢氧化物，并且所述填料元素包括选自由Al、Mo、Ti、W和Zr组成的组中的至少一种。2.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中所述核不含有所述填料元素。3.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中基于所述核中除O和H之外的元素的总含量，所述核含有0mol％至1mol％的钴。4.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中基于100mol％的所述壳中除O和H之外的总元素，所述壳中的所述填料元素的含量在1mol％至7mol％的范围内。5.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中所述壳的厚度为所述核‑壳颗粒的半径的20％至50％。6.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中在所述核中相对于除O和H之外的总元素的镍的摩尔浓度和在所述壳中相对于除O和H之外的总元素的镍的摩尔浓度之差大于或等于0mol％且小于或等于40mol％，以及在所述核中相对于除O和H之外的总元素的锰的摩尔浓度和在所述壳中相对于除O和H之外的总元素的锰的摩尔浓度之差大于或等于0mol％且小于或等于40mol％。7.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中在所述核中相对于除O和H之外的总元素的镍的摩尔浓度和在所述壳中相对于除O和H之外的总元素的镍的摩尔浓度之差大于或等于0mol％且小于或等于20mol％，以及在所述核中相对于除O和H之外的总元素的锰的摩尔浓度和在所述壳中相对于除O和H之外的总元素的锰的摩尔浓度之差大于或等于0mol％且小于或等于20mol％。8.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中所述核包括由化学式1表示的镍锰类复合氢氧化物，所述壳包括由化学式2表示的镍锰类复合氢氧化物：[化学式1]1Nia1Mnb1M(1‑a1‑b1)(OH)2其中，在化学式1中，M1为选自由B、Ba、Ca、Ce、Cr、Cu、F、Fe、Mg、Nb、P、S、Si、Sr和V组成的组中的至少一种元素，0.6≤a1<1且0<b1≤0.4，[化学式2]23Nix1Mny1Mz1M(1‑x1‑y1‑z1)(OH)2其中，在化学式2中，M2为选自由Al、Mo、Ti、W和Zr组成的组中的至少一种填料元素，并且M3为选自由B、Ba、Ca、Ce、Cr、Cu、F、Fe、Mg、Nb、P、S、Si、Sr和V组成的组中的至少一种元素，0.6≤x1<0.99，0<y1≤0.39，且0.01≤z1≤0.07，以及在化学式1和化学式2中，|a1‑x1|≤0.4和|b1‑y1|≤0.4。9.如权利要求8所述的正极活性物质前体，其中在化学式2中，0.6≤x1<0.96，0<y1≤0.36，且0.04≤z1≤0.07。10.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中所述正极活性物质前体具有球形形状。2CN115716659A权利要求书2/3页11.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中所述正极活性物质前体具有8μm至15μm的平均粒径D50。12.如权利要求1所述的正极活性物质前体，其中在所述正极活性物质前体中，所述核‑壳颗粒为次级颗粒的形式，其中在所述次级颗粒中聚集了多个初级颗粒。13.一种制备用于可再充电锂电池的正极活性物质的方法，包括将如权利要求1至12任一项所述的正极活性物质前体与锂原