镍锰二元前驱体及其制备方法、镍锰正极材料和电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115477332A(43)申请公布日2022.12.16(21)申请号202211154921.4H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2022.09.21(71)申请人广东佳纳能源科技有限公司地址511500广东省清远市英德市青塘镇申请人江西佳纳能源科技有限公司清远佳致新材料研究院有限公司(72)发明人黄亚祥郑江峰兰超波张晨(74)专利代理机构深圳中一联合知识产权代理有限公司44414专利代理师曹柳(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称镍锰二元前驱体及其制备方法、镍锰正极材料和电池(57)摘要本申请提供了镍锰二元前驱体及其制备方法、镍锰正极材料和电池，一种镍锰二元前驱体，镍锰二元前驱体的晶体结构包括内核和堆叠于内核外表面的外壳，内核具有微孔结构，外壳由条状结构堆叠形成。在应用于制备镍锰正极材料时，在烧结过程中可促进添加剂或锂盐快速进入孔内，提高了掺杂、混料、包覆的均匀性，并且镍锰二元前驱体颗粒的结构在镍锰正极材料中可以得到良好的继承，进而在所组装的锂离子电池充放电过程避免了镍锰正极材料晶体内微裂纹的形成和晶体结构降解，减小了不可逆的晶格氧氧化还原可能性；提供了具有优异性能的无钴镍锰二元前驱体材料，减少了钴材料，降低了材料成本，制成的镍锰正极材料能有效提高倍率性能和降低电阻。CN115477332ACN115477332A权利要求书1/2页1.一种镍锰二元前驱体，其特征在于：所述镍锰二元前驱体的晶体结构包括内核和堆叠于所述内核外表面的外壳，所述内核具有微孔结构，所述外壳由条状结构堆叠形成。2.如权利要求1所述的镍锰二元前驱体，其特征在于：所述内核的微孔结构为三维网状结构。3.如权利要求1所述的镍锰二元前驱体，其特征在于：所述外壳由长为500‑1200nm、宽为50‑200nm的条状结构堆叠形成；和/或，所述镍锰二元前驱体的D50粒径为2μm‑15μm。4.如权利要求1所述的镍锰二元前驱体的制备方法，其特征在于：所述内核的直径为1μm‑5μm，所述外壳的厚度为1μm‑10μm；和/或，所述外壳厚度与所述内核的直径比值为1：(1‑2)。5.如权利要求1所述的镍锰二元前驱体，其特征在于：所述镍锰二元前驱体中镍元素与锰元素的摩尔比为(55‑85)：(15‑45)。6.一种如权利要求1至5任一所述镍锰二元前驱体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将第一原料溶液、磷酸盐溶液与底液混合，在碱性环境、预设温度和搅拌条件下，进行镍锰二元前驱体晶种生长反应，直至所述镍锰二元前驱体晶种达到预设粒度，获得镍锰二元前驱体晶种溶液，所述镍锰二元前驱体晶种具有微孔结构；所述第一原料溶液包括镍盐和锰盐；所述底液包括有机醇；将所述镍锰二元前驱体晶种溶液与第二原料溶液混合，在碱性环境、预设温度和搅拌条件下，进行镍锰二元前驱体晶体生长反应，直至所述镍锰二元前驱体晶体达到目标粒度，得到镍锰二元前驱体浆料；所述第二原料溶液包括镍盐、锰盐和氨；将所述镍锰二元前驱体浆料进行固液分离处理、洗涤处理、干燥处理，得到镍锰二元前驱体。7.如权利要求6所述的镍锰二元前驱体的制备方法，其特征在于：所述第一原料溶液还包括无机碱和氨；和/或，所述磷酸盐溶液包括磷酸铵、磷酸钾和六偏磷酸钠中的至少一种。8.如权利要求6所述的镍锰二元前驱体的制备方法，其特征在于：所述底液还包括铵根离子；和/或，所述有机醇包括小分子醇和小分子醇聚合物中的至少一种。9.如权利要求6所述的镍锰二元前驱体的制备方法，其特征在于：所述进行镍锰二元前驱体晶种生长反应包括如下条件中的至少一种：反应的预设温度为40℃‑60℃；pH为11.5‑11.8；搅拌转速为250rpm‑350rpm；所述第一原料溶液是持续加料的方式加入，且所述加料的流量为150L/h‑250L/h。10.如权利要求6所述的镍锰二元前驱体的制备方法，其特征在于：所述镍锰二元前驱体晶种的粒度D50为1.0μm‑5μm。11.如权利要求6所述的镍锰二元前驱体的制备方法，其特征在于：所述镍锰二元前驱体晶种的微孔结构为三维网状结构，所述第一原料溶液包括硫酸镍、硫酸锰、无机碱和氨；2CN115477332A权利要求书2/2页所述磷酸盐溶液为六偏磷酸钠溶液；所述底液包括铵根离子和小分子醇聚合物；所述获得镍锰二元前驱体晶种溶液的方法包括以下步骤：将所述第一原料溶液、六偏磷酸钠溶液与所述底液混合，在预设温度和搅拌条件下，进行镍锰二元前驱体晶种生长反应，直至所述镍锰二元前驱体晶种达到预设粒度，得到所述镍锰二元前驱体晶