【CN109888214A】一种改性镍钴锰三元材料及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910113453.8

(22)申请日 2019.02.15

(71)申请人 天津巴莫科技股份有限公司

地址 300348 天津市滨海新区滨海高新技

术产业园区（环外）海泰大道8号

(72)发明人 徐宁　吕菲　孙瑞军　

(51)Int.Cl.

H01M 4/36(2006.01)

H01M 4/505(2010.01)

H01M 4/525(2010.01)

H01M 4/583(2010.01)

H01M 10/0525(2010.01)

(54)发明名称

一种改性镍钴锰三元材料及其制备方法

(57)摘要

一种改性镍钴锰三元材料，该材料为核壳结

构，内核为铝掺杂镍钴锰三元材料，外壳为碳包

覆层；其中，所述内核中Ni：Co：Mn的摩尔比为8:

1:1～5:2:3，Al/(Ni+Co+Mn )的摩尔比为1％～

5％，外壳为厚度均匀的碳包覆层，碳包覆层重量

为改性镍钴锰三元材料总重量的0.5％～2％。通

过优化Al的掺杂量和碳包覆层厚度，材料容量得

到了进一步提高，同时还公开了该材料的制备方

法。该材料可作为锂一次电池、锂二次电池、锂离

子二次电池等锂电池用正极活性物质，具有比容

量高、导电性高、

稳定性好等优异的电化学性能。权利要求书1页 说明书9页 附图2页CN 109888214 A 2019.06.14

C N 109888214

A

权　利　要　求　书1/1页CN 109888214 A

1.一种改性镍钴锰三元材料，其特征在于：所述改性镍钴锰三元材料为核壳结构，内核为铝掺杂镍钴锰三元材料，外壳为碳包覆层；其中，所述内核中Ni：Co：Mn的摩尔比为8:1:1～5:2:3，Al/(Ni+Co+Mn)的摩尔比为1％～5％，所述外壳为厚度均匀的碳包覆层，碳包覆层重量为改性镍钴锰三元材料总重量的0.5％～2％。

2.根据权利要求1所述的改性镍钴锰三元材料，其特征在于：所述内核中Ni：Co：Mn的摩尔比为8:1:1。

3.根据权利要求1所述的改性镍钴锰三元材料，其特征在于：所述内核中Al/(Ni+Co+ Mn)的摩尔比为2.5％。

4.根据权利要求1所述的改性镍钴锰三元材料，其特征在于：所述外壳的重量为改性镍钴锰锂三元材料总重量的1％。

5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的改性镍钴锰三元材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将可溶性铝盐溶于去离子水中，待完全溶解后向铝盐溶液中加入前驱体Ni x Co y Mn z (OH)2,其中x:y:z＝8:1:1～5:2:3，Al/(Ni+Co+Mn)的摩尔比为1％～5％，搅拌后得到混合物A；

2)将可溶性氢氧化物、氨水以及铵盐以质量比20:5:1～1:1:1混合后得到混合碱B，将混合碱B缓慢加入到盛有混合物A的烧杯中并将烧杯整体置于超声水浴中，超声功率为150～1000W，水浴温度为30～55℃，反应2～5h后，把得到的沉淀物过滤、洗涤、干燥后得到前驱体C；

3)将前驱体C与锂盐混合，其中Li/(Ni+Co+Mn)的摩尔比为1.03～1.1，初步研磨均匀后再用球磨机进行球磨，球磨时间为10～60min，球磨速度为100～900rpm，结束后得到混合物D；

4)将混合物D至于箱式炉中，在含氧气氛下300～500℃预处理2～5h，温度提高到700～900℃后再次保温8～12h，自然冷却后得到内核材料E；

5)将内核材料E和碳源按照200:1～50:1的质量比加入到溶剂中，搅拌3～5h后将溶剂蒸干，将蒸干产物放入管式炉中，在惰性气体下焙烧，焙烧温度为300～400℃，焙烧时间为0.5～2h，即得到改性镍钴锰三元材料产物。

6.根据权利要求5所述的改性镍钴锰锂三元材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中氢氧化物、氨水以及铵盐的质量比为15:5:1～2:1:1。

7.根据权利要求5所述的改性镍钴锰锂三元材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中超声功率为800W，水浴温度为35℃，反应时间为4h。

8.根据权利要求5所述的改性镍钴锰锂三元材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中Li/(Ni+Co+Mn)的摩尔比为1.06。

9.根据权利要求5所述的改性镍钴锰锂三元材料的制备方法，其特征在于：步骤5)中内核材料E和碳源的质量比为150:1。

10.根据权利要求5所述的改性镍钴锰锂三元材料的制备方法，其特征在于：步骤5)中的碳源为葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、淀粉、聚乙二醇中的一种或多种。

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