尖晶石相镍锰酸锂正极材料及其制备方法和电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115465900A(43)申请公布日2022.12.13(21)申请号202211177022.6H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2022.09.26(71)申请人广东邦普循环科技有限公司地址528000广东省佛山市三水区乐平镇智信大道6号(住所申报)申请人湖南邦普循环科技有限公司(72)发明人陈延慧阮丁山李长东毛林林张静静(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专利代理师郭莲梅(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称尖晶石相镍锰酸锂正极材料及其制备方法和电池(57)摘要本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及尖晶石相镍锰酸锂正极材料及其制备方法和电池；本发明的制备方法包括将镍锰化合物前驱体与锂源、添加剂混合，高温煅烧、退火、破碎，制得尖晶石相镍锰酸锂正极材料；其中，添加剂具有富电子基团。本发明的制备方法制得的尖晶石相镍锰酸锂正极材料结构稳定，能够有效抑制其表面与电解液的副反应和过渡金属溶出，进而能够提高电池的循环性能。CN115465900ACN115465900A权利要求书1/1页1.一种尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括：将镍锰化合物前驱体与锂源、添加剂混合，高温煅烧、退火、破碎，制得尖晶石相镍锰酸锂正极材料；其中，所述添加剂具有富电子基团。2.根据权利要求1所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括含磺酸基、硝基和卤素基团的有机物中的至少一种。3.根据权利要求2所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述添加剂中有效基团的质量为所述镍锰化合物前驱体质量的0.2％～1％。4.根据权利要求1所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍锰化合物前驱体为镍锰化合物悬浊液，其制备方法包括：用锰源和镍源制备过渡金属混合溶液；向所述过渡金属混合溶液加入过量的沉淀剂，以制得所述镍锰化合物悬浊液。5.根据权利要求1所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍锰化合物前驱体的制备方法包括：用锰源和镍源制备过渡金属混合溶液；向所述过渡金属混合溶液加入过量的沉淀剂，以制得镍锰化合物悬浊液；使所述镍锰化合物悬浊液在设定温度下反应，冷却后抽滤、洗涤，干燥，制得所述镍锰化合物前驱体。6.根据权利要求4或5所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源中的锂离子、所述锰源中的锰离子和所述镍源中的镍离子的摩尔比为(0.5～0.6):1:(1.3～1.8)。7.根据权利要求4或5所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍锰化合物悬浊液中形成过渡金属沉淀物的阴离子基团和过渡金属离子总量的摩尔比为(5～8):1。8.根据权利要求4或5所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锰源包括氢氧化锰、硫酸锰、碳酸锰、醋酸锰中的至少一种；所述镍源包括氢氧化镍、硫酸镍、碳酸镍、醋酸镍中的至少一种；所述锂源包括氢氧化锂、硫酸锂、碳酸锂和醋酸锂中的至少一种；所述沉淀剂包括碳酸盐、氨水和金属氢氧化物中的至少一种。9.一种尖晶石相镍锰酸锂正极材料，其特征在于，其是由权利要求1‑8任一项所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料的制备方法制得的。10.一种电池，其特征在于，其包括权利要求9所述的尖晶石相镍锰酸锂正极材料。2CN115465900A说明书1/7页尖晶石相镍锰酸锂正极材料及其制备方法和电池技术领域[0001]本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及尖晶石相镍锰酸锂正极材料及其制备方法和电池。背景技术[0002]尖晶石相的镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)作为一种高电压正极材料，因其高能量、结构稳定、安全而受到广泛的重视。[0003]然而，相关技术提供的制备方法制得的LiNi0.5Mn1.5O4在应用中存在一些问题，在高电压下尖晶石相的镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)正极材料容易与电解液发生副反应，导致电解液分解、结构被破坏、过渡金属溶出等问题，降低电池的循环性能，缩短了电池的使用寿命。[0004]在锂离子电池中，锂离子扩散通常发生在电极/电解液界面。对于LiNi0.5Mn1.5O4材料来说，不同的晶面取向，不仅决定了其晶体形态的不同，更对其电化学性能有着重要的影+响，这主要与Li在LiNi0.5Mn1.5O4中扩散的各向异性动力学有关。相关技术指出，LiNi0.5Mn1.5O4沿(111)晶面生长形成规则八面体单晶，生成稳定的CEI层，减少高电压下电解液的分解，进而提高材料的循环性