[发明专利]高镍正极材料、镍钴前驱体材料及制备方法、锂离子电池在审

专利信息
申请号: 202010071104.7 申请日: 2020-01-21
公开(公告)号: CN111244459A 公开(公告)日: 2020-06-05
发明(设计)人: 江浩;李春忠;胡彦杰;余海峰;朱华威;黄君涛 申请(专利权)人: 华东理工大学;广东光华科技股份有限公司
主分类号: H01M4/62 分类号: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485;H01M10/0525;C01F7/04;C01G45/12;C01G53/00
代理公司: 上海弼兴律师事务所 31283 代理人: 薛琦;刘奉丽
地址: 200237 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 正极 材料 前驱 制备 方法 锂离子电池
【权利要求书】:

1.一种高镍正极材料,其特征在于,所述高镍正极材料的化学式为LiNixCoyM1-x-yO2,式中,0.6x≤0.9955,0≤y≤0.3955,0.00451-x-y0.06;所述高镍正极材料为核壳结构;

其中,所述核为梯度掺杂M元素的一次颗粒团聚而成;

所述M元素包括Al元素和/或Mn元素;

每一所述一次颗粒内含有实心球体和空心球体,所述实心球体的球心或所述空心球体的球心为所述一次颗粒的球心;所述实心球体的半径为所述一次颗粒半径的0~1/5但不为0;所述空心球体的外球面为一次颗粒的球面,所述空心球体的球壳的厚度为所述一次颗粒半径的0~1/6但不为0;

在每一所述一次颗粒内,从外到内,所述M元素的含量依次减少;所述高镍正极材料中所有所述的实心球体中M元素的总摩尔量与所述高镍正极材料内所有元素的总摩尔量的比为0.075%~0.75%;所述实心球体中M元素的摩尔量与所述空心球体中M元素的摩尔量的比为1/3~1/2;

其中,所述高镍正极材料的壳为LiAlO2和/或LiMn2O4;所述高镍正极材料的壳的质量占所述高镍正极材料总质量的0.2%~5%。

2.如权利要求1所述的高镍正极材料,其特征在于,所述LiNixCoyM1-x-yO2中,所述x的值为0.6x≤0.95,较佳地为0.659、0.816、0.824、0.962或0.936;

或,所述LiNixCoyM1-x-yO2中,所述y的值为0.04~0.3,较佳地为0.049、0.096、0.144、0.145或0.283;

或,所述LiNixCoyM1-x-yO2中,所述1-x-y的值为0.015~0.06,较佳地为0.015、0.031、0.04、0.042或0.058;

和/或,所述高镍正极材料的形态包括棒状、片状或球形,较佳地为球形;

和/或,所述一次颗粒的粒径为200~900nm;

和/或,所述实心球体的半径为所述一次颗粒半径的1/20~1/5;

和/或,所述空心球体的球壳的厚度为所述一次颗粒半径的1/20~1/6;

和/或,所述高镍正极材料中所有所述实心球体中M元素的总摩尔量与所述高镍正极材料内所有元素的总摩尔量的比为0.15%~0.6%,较佳地为0.15%、0.375%、0.53或0.6%;

和/或,每一所述一次颗粒内,所述实心球体中M元素的摩尔量与所述空心球体中M元素的摩尔量的比为0.35~0.5,较佳地为0.353、0.4、0.407、0.455或0.5;

和/或,所述高镍正极材料中所有所述空心球体中M元素的总摩尔量与所述高镍正极材料内所有元素的总摩尔量的比为0.15%~2%,较佳地为0.425%、0.825%、1.05%、1.25%或1.475%;

和/或,所述高镍正极材料的壳的质量占所述高镍正极材料总质量的比为0.2%~3%;

和/或,所述高镍正极材料的壳的厚度为1~10nm。

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