一种高镍正极前驱体材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种高镍正极前驱体材料及其制备方法和应用。所述高镍正极前驱体材料包括内核以及位于内核表面的包覆层；所述内核包括含镍锰的氢氧化物，所述包覆层包括氢氧化钴，所述氢氧化钴中包括掺杂元素，所述掺杂元素包括镁和/或铝。本发明专利技术提供的正极前驱体材料为核壳结构，即内核为高镍材料前驱体，可以有效地保证材料实现高电压充放电，壳为经过掺杂改性的钴酸锂前驱体氢氧化钴，保护内核的高镍材料不受电解液腐蚀，同时维持了颗粒的完整性，由本发明专利技术提供的前驱体材料得到的正极材料，在高电压的充放电条件下，颗粒结构稳定，不易开裂，且电化学性能良好。且电化学性能良好。且电化学性能良好。

【技术实现步骤摘要】
一种高镍正极前驱体材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种高镍正极前驱体材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着储能需求增长及三元电池行业景气度开始修复，三元电池产量及装车量或迎来持续放量的黄金期，高镍化、高电压化为主流升级路径。
[0003]高镍化和高电压化为三元锂电池升级的两种主要途径，其中高镍材料能量密度高，可提高续航里程，解决客户用车最为焦虑的续航问题，但镍含量的提高又会带来安全问题且镍资源有限，其成本和安全问题不可忽视。高电压材料多以中镍三元材料为主，通过提高其电压平台实现更多锂脱出，从而实现更高比容量，在原材料、生产工艺、加工成本方面也更有优势。在高电压下，由于锂离子大量脱出，正极材料面临着晶体结构稳定性差、离子混排、不可逆相变等一系列问题，造成电池循环寿命短、热稳定性低等宏观电池失效行为。通过金属离子掺杂、构建人工包覆层、匹配高电压电解液及添加剂等手段，有望抑制高电压正极的系列问题。
[0004]CN107364900A公开了一种锂离子电池用高镍正极三元材料，由锂元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高镍正极前驱体材料，其特征在于，所述高镍正极前驱体材料包括内核以及位于内核表面的包覆层；所述内核包括含镍锰的氢氧化物，所述包覆层包括氢氧化钴，所述氢氧化钴中包括掺杂元素，所述掺杂元素包括镁和/或铝。2.根据权利要求1所述的高镍正极前驱体材料，其特征在于，所述含镍锰的氢氧化物中还包括掺杂元素；优选地，所述含镍锰的氢氧化物包括镍锰氢氧化物和/或镍钴锰氢氧化物；优选地，所述镍锰氢氧化物的化学式为Ni
x
Mn1‑
x
(OH)2，其中0.6≦x≦0.75。3.根据权利要求1或2所述的高镍正极前驱体材料，其特征在于，所述铝在所述包覆层中的掺杂量为500～5000ppm；优选地，所述镁在包覆层中的掺杂量为100～3000ppm；优选地，所述包覆层的厚度为1～5μm。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的高镍正极前驱体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将含镍锰的混合盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液并流加入底液中，进行共沉淀反应，得到含镍锰的氢氧化物；(2)得到步骤(1)所述含镍锰的氢氧化物后，将含镍锰的混合盐溶液替换为包覆剂溶液继续进行共沉淀反应，达到目标粒径后，停止反应，得到所述高镍正极前驱体材料；其中，包覆剂溶液包括钴和掺杂剂的混合盐溶液，或包括钴盐溶液和掺杂剂盐溶液；掺杂剂中包括铝和/或镁。5.根据权利要求4所述的高镍正极前驱体材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含镍锰的混合盐溶液的浓度为80～120g/L；优选地，步骤(1)所述沉淀剂溶液的质量分数为30～42％；优选地，步骤(1)所述络合剂溶液的质量分数为10～20％；优选地，步骤(2)所述底液的pH值为10～13；优选地，步骤(1)所述共沉淀反应过程中，pH值为10～11；优选地，步骤(1)所述共沉淀反应过程中，搅拌转速为200～400rpm；优选地，步骤(1)所述共沉淀反应过程中，反应温度为30～70℃；优选地，步骤(1)所述共沉淀反应过程中，含镍锰的混合盐溶液的进料速度为1～20L/h；优选地，步骤(1)所述共沉淀反应过程中，沉淀剂溶液的进料速度为1～10L/h；优选地，步骤(1)所述共沉淀反应过程中，络合剂溶液的进料速度为0.1～3L/h；优选地，步骤(1)所述共沉淀反应过程中，络合剂溶液的浓度为1～10g/L；优选地，步骤(1)所述含镍锰的氢氧化物的D50为5～15μm。6.根据权利要求4或5所述的高镍正极前驱体材料的制备方法，其特征在于，步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，李雪倩，李聪，许开华，尹道道，向兴，
申请(专利权)人：格林美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：