[发明专利]一种多元正极材料及其制备方法和锂离子电池在审
申请号: | 202011231679.7 | 申请日: | 2020-11-06 |
公开(公告)号: | CN112551595A | 公开(公告)日: | 2021-03-26 |
发明(设计)人: | 曾汉民;王超;何巍;刘建华;刘金成 | 申请(专利权)人: | 惠州亿纬锂能股份有限公司 |
主分类号: | C01G53/00 | 分类号: | C01G53/00;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人: | 巩克栋 |
地址: | 516006 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 多元 正极 材料 及其 制备 方法 锂离子电池 | ||
1.一种多元正极材料,其特征在于,所述多元正极材料包括锂元素、除锂以外的金属元素和氧元素,所述多元正极材料中锂元素与氧元素的摩尔比为1:2,且所述除锂以外的金属元素中除镍和钴之外还至少含有2种金属元素。
2.根据权利要求1所述的多元正极材料,其特征在于,所述除锂以外的金属元素除镍和钴之外还包括Mn、Al、Mg、Ti、Zr、W、Sr、Cu、Fe或Zn中的至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的多元正极材料,其特征在于,所述多元正极材料的化学式为LiNixCoyMzRwD1-x-y-z-wO2,其中,0<x<1,0<y<1,0<z<1,0<w<1,x+y+z+w≤1;
优选地,M、R和D独立地为Mn、Al、Mg、Ti、Zr、W、Sr、Cu、Fe或Zn中的任意一种且M、R和D分别为三种不同的元素。
4.如权利要求1-3任一项所述的多元正极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将非锂金属源与碱溶液混合,调节pH至碱性,加热反应,固液分离取固体,得到氢氧化物前驱体;所述非锂金属源包括镍源和钴源,且除镍源和钴源之外还至少含有两种非锂金属源;
(2)将步骤(1)所述氢氧化物前驱体与锂源混合,对得到的混合物进行煅烧,得到所述多元正极材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述非锂金属源除镍源和钴源之外,还包括锰源、铝源、镁源、钛源、锆源、钨源、锶源、铜源、铁源或锌源中的至少两种的组合;
优选地,步骤(1)所述非锂金属源为金属盐;
优选地,所述过渡金属盐的阴离子包括硫酸根、硝酸根或氯离子中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,步骤(1)所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液;
优选地,步骤(1)中,所述碱溶液中碱的物质的量为非锂金属源物质的量的1-3倍;
优选地,步骤(1)所述调节pH至碱性为调节pH至8-13;
优选地,步骤(1)中,用氨水调节pH。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述加热反应的温度为50-80℃;
优选地,步骤(1)所述加热反应的时间为6-20h;
优选地,步骤(1)所述固液分离包括过滤分离;
优选地,步骤(1)还包括:对固液分离得到的固体进行洗涤和干燥。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述混合的方法为球磨混合;
优选地,所述球磨混合的球料比为(3-8):1;
优选地,所述球磨混合的分散剂包括水和/或乙醇;
优选地,步骤(2)所述混合的时间为2-10h。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述煅烧为二段煅烧;
优选地,所述二段煅烧中,第一段煅烧的温度为350-550℃,第一段煅烧的时间为1-5h;
优选地,所述二段煅烧中,第二段煅烧的温度为600-1000℃,第二段煅烧的时间为2-12h;
优选地,步骤(2)所述煅烧的气氛为空气和/或氧气。
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