一种正极材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115312757A(43)申请公布日2022.11.08(21)申请号202210975495.4H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2022.08.15(71)申请人广东邦普循环科技有限公司地址528137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)发明人余海军李长东谢英豪李爱霞(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659专利代理师韩承志(51)Int.Cl.H01M4/525(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/485(2010.01)C01G53/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种正极材料及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：将待处理的高镍正极材料与六氟合镍酸钾混合，氧气气氛下进行热处理，得到所述正极材料。本发明通过采用六氟合镍酸钾对待处理的高镍正极材料进行氧化处理，在其表层掺入了镍和氟，解决了氧化烧结中正极材料表面三价镍分解产生二价镍的问题，减少了锂镍混排，同时不会引入电化学惰性的金属材料或者难以去除的杂质，从而提高了正极材料的容量和循环稳定性。CN115312757ACN115312757A权利要求书1/1页1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将待处理的高镍正极材料与六氟合镍酸钾混合，氧气气氛下进行热处理，得到所述正极材料。2.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述六氟合镍酸钾的加入量为所述待处理的高镍正极材料的质量的0.1～10％，优选为5～10％。3.根据权利要求1或2所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为200～500℃，优选为200～300℃；优选地，所述热处理的时间为1～10h，优选为1～3h。4.根据权利要求1‑3任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述待处理的高镍正极材料的制备方法包括：将高镍正极前驱体与锂源混合，氧气气氛下烧结，得到待处理正极材料；优选地，所述高镍正极前驱体的化学通式为NixCoyM1‑x‑y(OH)2，x＞0.6，y≥0，M包括Mn和/或Al。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，所述高镍正极前驱体的化学通式NixCoyM1‑x‑y(OH)2中，x＞0.9。6.根据权利要求4或5所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源包括氢氧化锂。7.根据权利要求4‑6任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为750～800℃；优选地，所述烧结的时间为8～20h，优选为8～12h；优选地，对所述热处理后物质依次进行水洗和干燥。8.根据权利要求1‑7任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将正极前驱体与氢氧化锂混合，氧气气氛下以750～800℃的烧结温度烧结8～12h，得到待改性正极材料；(2)将步骤(1)所述待改性正极材料与六氟合镍酸钾混合，六氟合镍酸钾的加入量为待改性的正极材料的质量的为5～10％，氧气气氛下以200～300℃的温度进行热处理1～3h，水洗，干燥，得到所述正极材料；其中，所述正极前驱体的化学通式为NixCoyM1‑x‑y(OH)2，x＞0.9，y≥0，M包括Mn和/或Al。9.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料由如权利要求1‑8任一项所述的正极材料的制备方法制备得到；所述正极材料的表层掺杂氟和镍。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求9所述的正极材料。2CN115312757A说明书1/7页一种正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]电池材料分为正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。正极材料是制造锂离子电池的关键材料之一，占据电池成本的25％以上，其性能直接影响了电池的各项性能指标，在锂离子电池中占据核心地位。目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品，其中三元材料综合了三种材料的优点，成本大大降低，循环性能良好，其综合性能优于以上任一单一正极材料。[0003]高镍三元锂离子电池正极材料凭借比容量高、成本较低和安全性优良等优势，成为研究的热点，被认为是极具应用前景的锂离子动力电池正极材料。但高镍含量同时带来了结构不稳定和高温胀气严重的问题，尤其是镍锂混排，嵌入锂层的二价镍离子在锂离子脱出过程中被氧化为三价镍离子，导致局部结构坍塌，锂离子更难以嵌入坍塌的位点，从而导致容量损失。因此针对三元正极材料前驱体的预氧化降