一种改性高镍三元正极材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114843497A(43)申请公布日2022.08.02(21)申请号202210312506.0H01M4/131(2010.01)(22)申请日2022.03.28H01M4/1391(2010.01)H01M10/0525(2010.01)(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号申请人湖南邦普循环科技有限公司湖南邦普汽车循环有限公司(72)发明人罗翠苹李长东刘伟健陈希文阮丁山蔡勇(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205专利代理师薛建强(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称一种改性高镍三元正极材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种改性高镍三元正极材料及其制备方法。所述改性高镍三元正极材料为钴元素掺杂和钴元素包覆的高镍三元正极材料。其中，钴元素掺杂的质量分数为0.2～2％，钴元素包覆层的厚度为20～200nm。掺杂在高镍三元正极材料表面的钴元素可以提升高镍三元正极材料的循环性能，在微波处理包覆钴元素时氢氧化钴与材料表面的残余锂发生反应，可以降低材料表面的残余锂含量。在掺杂和包覆的共同作用下，高镍三元正极材料的性能得到明显的提升。且本发明中的制备方法简单、成本低、环境友好，适用于大规模工业生产。CN114843497ACN114843497A权利要求书1/1页1.一种高镍三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料为钴元素掺杂和钴元素包覆的高镍三元正极材料，其中，所述钴元素掺杂的质量分数为0.2～2％，所述钴元素包覆的包覆层厚度为20～200nm。2.权利要求1所述的高镍三元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)将含钴化合物A包覆在镍钴锰氢氧化物前驱体NixCoyMn1‑x‑y(OH)2的表面，制备表面包覆钴元素的镍钴锰氢氧化物前驱体，式中，1.00＞x≥0.6，y＞0，1‑x‑y＞0；(2)将步骤(1)中所述的表面包覆钴元素的镍钴锰氢氧化物前驱体与含锂化合物混合后煅烧，制备得到表面掺杂钴元素的高镍三元正极材料；(3)将步骤(2)中所述的表面掺杂钴元素的高镍三元正极材料与含钴化合物B混合后微波处理，制备得到表面掺杂包覆钴元素的高镍三元正极材料LiNixMnyCo1‑x‑yO2·nLiCoO2，式中，1.00＞x≥0.6，y＞0，1‑x‑y＞0，n＞0；其中，步骤(2)中所述煅烧的温度为700～1000℃，所述煅烧的时间为10～20h。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中是采用喷雾法将含钴化合物A与水混合后的溶液包覆在NixCoyMn1‑x‑y(OH)2表面，其中，所述喷雾法的喷雾时间为5～120min，喷雾流量为3～6mL/min。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述含钴化合物A与水的质量比为1:(1～100)。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述含钴化合物A包括六水氯化钴、六水硝酸钴、四水乙酸钴、七水硫酸钴中的至少一种，优选地，步骤(1)中所述NixCoyMn1‑x‑y(OH)2与含钴化合物A中钴元素的摩尔比为1:(0.002～0.02)。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述含锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、氟化锂、氯化锂、硝酸锂中的至少一种，优选地，步骤(2)中所述NixCoyMn1‑x‑y(OH)2与含锂化合物中的锂元素的摩尔比为1:(1～1.2)。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述含钴化合物B包括氧化钴、四氧化三钴、羟基氧化钴、氢氧化钴、三氧化二钴、碳酸钴、乙酸钴、草酸钴中的至少一种，优选地，步骤(3)中所述表面掺杂钴元素的高镍三元正极材料与含钴化合物B中的钴元素的摩尔比为1:(0.002～0.02)。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的微波处理的时间为10～120min；所述微波处理的温度为200～400℃，所述微波处理的功率为1000～1800W。9.使用权利要求1中所述的高镍三元正极材料制备的正极片，所述正极片中还包括导电剂和粘结剂。10.一种使用权利要求9中所述的正极片组装的锂离子电池。2CN114843497A说明书1/8页一种改性高镍三元正极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于电极材料技术领域，具体涉及一种改性高镍三元正极材料及其制备方法。背景技术[0002]动力电池对于高能量密度的要求促进了高镍正极材料、富锂锰基正极材料和锂‑硫电池等的开发，高镍三元正极材料LiNixCoyMn1‑x‑yO2(NCM)具有比容量高、倍