一种高电压高镍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CN115275147A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210956533.1H01M4/62(2006.01)(22)申请日2022.08.10H01M10/0525(2010.01)(71)申请人宁波容百新能源科技股份有限公司地址315402浙江省宁波市余姚市谭家岭东路39号(72)发明人屈振昊刘志远于建袁徐俊(74)专利代理机构北京信远达知识产权代理有限公司11304专利代理师陈玮(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/485(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/58(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称一种高电压高镍正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种高电压高镍正极材料，包括：基体；设置在所述基体表面的包覆层；所述包覆层包括：尖晶石结构化合物和快离子导体相化合物；所述高电压高镍正极材料的比表面积为0.2～1.5m2/g，D50为2.0～18.0μm。本发明中尖晶石相在高电压下相对体相的层状材料结构更加稳定，能够提高正极材料的热稳定性能和耐高电压过冲性能，也就是高电压特性；快离子导体可提升锂离子脱出和嵌入的速率，降低电池体系内阻，提升材料的能量密度。本发明还提供了一种高电压高镍正极材料的制备方法和应用。CN115275147ACN115275147A权利要求书1/2页1.一种高电压高镍正极材料，包括：基体；设置在所述基体表面的包覆层；所述包覆层包括：尖晶石结构化合物和快离子导体相化合物；所述高电压高镍正极材料的比表面积为0.2～1.5m2/g，所述高电压高镍正极材料的D50为2.0～18.0μm。2.根据权利要求1所述的高电压高镍正极材料，其特征在于，所述基体成分式为：LiNixM(1‑x)O2式I；式I中，0.6≤x＜1，M选自Co、Mn、B、Mg、Al、Zr、Sr、Mo、Ti、P中的至少两种。3.根据权利要求1所述的高电压高镍正极材料，其特征在于，所述尖晶石结构化合物包括CoAl2O4和Co2TiO4；所述快离子导体相化合物为Li3PO4。4.一种权利要求1所述的高电压高镍正极材料的制备方法，包括：将溶液A、溶液B和溶液M混合进行共沉淀，得到包覆产物；将所述包覆产物和锂源混合后进行烧结，得到高电压高镍正极材料；所述溶液A为铝盐和钛盐的混合溶液；所述溶液B为磷酸盐溶液；所述溶液M为含高镍正极前驱体的溶液。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铝盐选自硝酸铝和/或偏铝酸钠；所述钛盐选自氟钛酸铵和/或硫酸氧钛；所述铝盐和钛盐的用量比例使铝和钛的摩尔比为1：(2～7)；所述磷酸盐选自(NH4)2HPO4、NH4H2PO4、Na3PO4、K3PO4、Na2HPO4、K2HPO4、NaH2PO4、KH2PO4中的一种或几种；所述磷酸盐的用量使磷酸根和铝盐中的铝的摩尔比为(8～12)：1。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高镍正极前驱体的成分式为：NixM(1‑x)(OH)2式II；式II中，0.6≤x＜1；M选自Co、Mn、B、Mg、Al、Zr、Sr、Mo中的一种或几种；所述高镍正极前驱体的比表面积为3～25m2/g，所述高镍正极前驱体的D50为2～18μm。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述共沉淀过程中的温度为25～75℃，时间为20～60min，pH值为10.00～12.00。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述锂源选自氢氧化锂和/或碳酸锂；所述包覆产物和锂源中锂的摩尔比为1：(1～1.08)。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述烧结的过程中通氧；所述烧结的方法包括：升温至第一温度保温第一时间后升温至第二温度保温第二时间；所述第一温度为550～650℃，所述第一时间为3～5h；所述第二温度为700～1200℃，所述第二时间为8～12h。2CN115275147A权利要求书2/2页10.一种电池，包括：权利要求1所述的高电压高镍正极材料，或权利要求4所述的方法制备得到的高电压高镍正极材料。3CN115275147A说明书1/10页一种高电压高镍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材料技术领域，尤其涉及一种高电压高镍正极材料及其制备方法和应用，具体为一种包覆型高电压高镍正极材料的制备方法。背景技术[0002]在新能源汽车中，电池成本占比较高，随着消费市场对续航里程需求的提升，提高电池能量密度同时降低三元正极材料成本，已越来越成为电池厂重点关注的指标。目前高电压正极材料主要是钴酸锂，虽然具有良好的倍率性能和循环性能，但其耐过充能