0] 对本发明实施例1制备得到的高镍正极材料进行SEM检测，检测结果如图3所示， 图3为本发明实施例1制备得到的高镍正极材料SEM图。
[0121 ] 按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例1制备得到的高镍正极材料的 pH值，测试结果为，本发明实施例1制备得到的高镍正极材料的pH值为11. 32。
[0122] 按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例1制备得到的高镍正极材料表 面杂质锂含量，制备的扣式电池的首次放电比容量和容量保持率；测试结果如表1和图4所 不。
[0123] 实施例2
[0124] 将硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和氯化锰溶液混合均匀，得到混合溶液，所述硫酸镍溶 液、硫酸钴溶液和氯化锰溶液的用量使镍、钴和锰的摩尔比为〇. 8:0. 1:0. 1，所述混合溶液 中总金属离子浓度为3mol/L;
[0125] 将质量百分含量为15%的氨水溶液、浓度为3mol/L的NaOH溶液和所述混合溶 液并流加入反应釜中，所述混合溶液的加入速度为15mL/min，氨水溶液的加入速度为2mL/ min，NaOH溶液的加入速度为4mL/min，在50°C下加热搅拌进行沉淀反应，将得到的反应产 物洗涤后在l〇〇°C烘干，得到钴锰化合物；
[0126] 将上述得到的镍钴锰化合物与氢氧化锂、硝酸镁均匀混合2. 5h，所述镍钴锰化合 物和氢氧化锂用量使Ni、Co和A1总的摩尔数与Li的摩尔数的比值为1 :1. 05,硝酸镁的加 入量为上述镍钴锰化合物质量的1%，将上述得到的混合物在氧气氛围、700°C下煅烧10h 后破碎筛分，得到掺杂产物；
[0127] 将上述掺杂产物在25°C的去离子水中搅拌lh后，向其中滴加质量浓度为100g/ L的硝酸钙溶液，所述去离子水的质量为上述掺杂产物质量的1. 5倍，所述硝酸钙的质量为 上述掺杂产物质量的1. 5%，将得到的混合物抽滤后在120°C下烘干，得到包覆产物；
[0128] 将上述包覆产物在空气氛围下400°C煅烧10h，得到高镍正极材料。
[0129] 按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例2制备得到的高镍正极材料的 pH值，测试结果为，本发明实施例2制备得到的高镍正极材料的pH值为11. 26。
[0130] 按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例2制备得到的高镍正极材料表 面杂质锂含量，制备的扣式电池的首次放电比容量和容量保持率；测试结果如表1所示。
[0131] 实施例3
[0132] 将硝酸镍溶液、氯化钴钴溶液和氯化锰溶液混合均匀，得到混合溶液，所述硝酸镍 溶液、氯化钴溶液和氯化锰溶液的用量使镍、钴和锰的摩尔比为〇. 9:0. 05:0. 05,所述混合 溶液中总金属离子浓度为2. 5mol/L;
[0133] 将质量百分含量为18%的氨水溶液、浓度为3mol/L的NaOH溶液和所述混合溶液 并流加入反应釜中，所述混合溶液的加入速度为12mL/min，氨水溶液的加入速度为1. 5mL/ min，NaOH溶液的加入速度为4mL/min，在45°C下加热搅拌进行沉淀反应，将得到的反应产 物洗涤后在l〇〇°C下烘干，得到附。.9〇)。.。#11。.。5(011) 2镍钴锰化合物；
[0134] 将上述得到的镍钴锰化合物与氢氧化锂、氧化钛均匀混合2h，所述镍钴锰化合物 和氢氧化锂用量使Ni、Co和A1总的摩尔数与Li的摩尔数的比值为1 :1. 07,氧化钛的加入 量为上述镍钴锰化合物质量的〇. 5%，将上述得到的混合物在氧气氛围、780°C下煅烧15h 后破碎筛分，得到掺杂产物；
[0135] 将上述掺杂产物在0°C的去离子水中搅拌0. 5h后，向其中滴加质量浓度为150g/ L的氯化钙溶液，所述去离子水的质量为上述掺杂产物质量的1. 5倍，所述氯化钙的质量为 上述掺杂产物质量的〇. 4%，将得到的混合物抽滤后在80°C下烘干，得到包覆产物；
[0136] 将上述包覆产物在空气氛围下600°C煅烧12h，得到高镍正极材料。
[0137] 按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例3制备得到的高镍正极材料的 pH值，测试结果为，本发明实施例3制备得到的高镍正极材料的pH值为11. 32。
[0138] 按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例3制备得到的高镍正极材料表 面杂质锂含量，制备的扣式电池的首次放电比容量和容量保持率；测试结果如表1所示。
[0139] 表1本发明实施例和比较例制备得到的高镍正极材料的性能测试结果
[0140]
[0141] 由以上实施例可知，本发明提供了一种高镍正极材料，包括：基体，所述基体表面 掺杂有Al、Ti、Mg、Zr、Ca、Zn、B、F、V、Sr、Ba、Y、Nd、Cs、W、Mo、Ru、Rd或镧系元素；包覆于 所述基体表面的包覆层，所述包覆层中含有镁、钛、锆、氟、硼、铝和磷酸根中的一种或几种。 本发明提供的高镍正极材料基体表面含有掺杂元素，掺杂的元素能够稳定基体表面晶体结 构，缓解洗涤液对基体材料表面结构的破坏，使高镍正极材料制备的锂离子电池容量及循 环性能较好。此外，这种高镍正极材料带有包覆层，包覆层能够使正极材料与电解液部分隔 离，提高正极材料的电化学稳定性和安全性。
【主权项】
1. 一种高镍正极材料，包括： 基体，所述基体的制备方法为： 将镍钴的化合物、锂化合物和掺杂元素化合物混合后煅烧，得到基体，所述镍钴的化合 物为式I所示的化合物或式I所示的化合物经过氧化得到的氧化物： NilxyCoxMy(OH)2 式 I， 式1中，0.05彡叉彡0.30,0.01彡7彡0.20，]?为血、厶1、11、]\%、2『、〇&、211、5扒1^和B中的一种或几种； 所述掺杂元素化合物中的掺杂元素为Al、Ti、Mg、Zr、Ca、Zn、B、F、V、Sr、Ba、Y、Nd、Cs、 W、Mo、Ru、Rd和镧系元素中的一种或几种； 所述镍钴的化合物和锂化合物的用量使Ni、Co和M总的摩尔数和Li的摩尔数的比值 为 1: (0? 9 ~L 15); 包覆于所述基体表面的包覆层，所述包覆层中含有镁、钛、锆、氟、硼、铝和磷酸根中的 一种或几种。2. 根据权利要求1所述的高镍正极材料，其特征在于，所述掺杂元素化合物的质量为 镍钴的化合物质量的〇. 5%~1%。3. 根据权利要求1所述的高镍正极材料，其特征在于，所述包覆层的质量为基体质量 的 B%，0 K 5〇4. 一种权利要求1~3中任意一项所述的高镍正极材料的制备方法，包括以下步骤： 1) 、将镍钴的化合物、锂化合物和掺杂元素化合物混合后煅烧，得到基体，所述镍钴的 化合物为式I所示的化合物或式I所示的化合物经过氧化得到的氧化物： NilxyCoxMy(OH)2 式 I， 式1中，0.05彡叉彡0.30,0.01彡7彡0.20，]?为血、厶1、11、]\%、2『、〇&、211、5扒1^和B中的一种或几种； 所述掺杂元素化合物中的掺杂元素为Al、Ti、Mg、Zr、Ca、Zn、B、F、V、Sr、Ba、Y、Nd、Cs、 W、Mo、Ru、Rd和镧系元素中的一种或几种； 所述镍钴的化合物和锂化合物的用量使Ni、Co和M总的摩尔数和Li的摩尔数的比值 为 1: (0? 9 ~L 15); 2) 、将所述基体和包覆剂混合后干燥，得到包覆产物，所述包覆剂中的包覆元素包括 镁、钛、锆、氟、硼、铝和磷酸根中的一种或几种； 3) 、将所述包覆产物进行煅烧，得到高镍正极材料。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1)得到基体后，还包括： 将所述基体和洗涤剂混合，得到混合物； 将所述混合物和包覆剂混合后干燥，得到包覆产物。6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述掺杂元素化合物为掺杂元素的氧化 物、碳酸盐和硝酸盐中的一种或几种。7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基体和洗涤剂混合的温度为0°C~ 80 cC 〇8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述洗涤剂包括水、乙醇、丙醇、异丙醇和 丙酮中的一种或几种。9. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述包覆剂为包覆元素的硝酸盐、硫酸盐 或氯化盐。10. -种锂离子电池，所述锂离子电池的正极材料为权利要求1~3中任意一项所述的 高镍正极材料，或权利要求4~9中任意一项所述的方法制备得到的高镍正极材料。
【专利摘要】本发明提供了一种高镍正极材料，包括：基体，所述基体表面掺杂有Al、Ti、Mg、Zr、Ca、Zn、B、F、V、Sr、Ba、Y、Nd、Cs、W、Mo、Ru、Rd或镧系元素；包覆于所述基体表面的包覆层，所述包覆层中含有镁、钛、锆、氟、硼、铝和磷酸根中的一种或几种。本发明提供的高镍正极材料基体表面含有掺杂元素，掺杂的元素能够稳定基体表面晶体结构，缓解洗涤液对基体材料表面结构的破坏，使高镍正极材料制备的锂离子电池容量及循环性能较好。此外，这种高镍正极材料带有包覆层，包覆层能够使正极材料与电解液部分隔离，提高正极材料的电化学稳定性和安全性。本发明还提供了一种高镍正极材料的制备方法和锂离子电池。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/505, H01M4/1391, H01M4/525, H01M4/62
【公开号】CN105070907
【申请号】CN201510545968
【发明人】于建, 佘圣贤, 袁徐俊, 陈涨宗, 温美盛, 罗江鲲, 应皆荣
【申请人】宁波金和锂电材料有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月31日