(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 202111477790.9 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 宜宾锂宝新材 料有限公司 地址 644000 四川省宜宾市临港开发区兴 港路东段2号 申请人 宜宾天原锂电产业 技术有限公司 (72)发明人 王政强　苏岳锋　张彬　陈来　 张郑　范未峰　 (74)专利代理 机构 成都泰合道知识产权代理有 限公司 51231 代理人 周宇杰 (51)Int.Cl. C01G 53/00(2006.01) H01M 4/36(2006.01) H01M 4/505(2010.01)H01M 4/525(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 具有单晶形貌的高镍层状正极材料及其制 备方法 (57)摘要 本发明公开了一种具有单晶形貌的高镍层 状正极材料的制备方法， 包括如下步骤： S1、 将所 述前驱体置于管式炉中， 在惰性气氛下控制温度 在900～1000℃下热处理1～3h， 得到中间产物； S2、 将锂盐与所述中间产物按照摩尔比1.01～ 1.10:1的比例进行配锂后置于 管式炉中， 在氧气 氛围中控制温度在750～950℃下热处理12～ 18h。 其优点是： 1)本发明的前 驱体合成方法可以 有效减小前驱体制备难度， 缩短前驱体制备时 间， 且后续更容易生成单晶形貌。 2)与一步煅烧 相比， 本发 明的方法可以有效降低后续高镍层状 正极材料的形成温度， 降低能耗， 减少高温带来 的锂损耗， 节约实际工业生产的成本， 同时更易 形成单晶形貌且 控制容量。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 114291851 A 2022.04.08 CN 114291851 A 1.具有单晶形貌的高镍层状正极材料的制备方法， 其特征在于： 包括在配锂煅烧前， 在 惰性气氛 下对前驱体进行 预烧的步骤。 2.根据权利要求1所述的具有单晶形貌的高镍层状正极材料的制备方法， 其特征在于： 所述前驱体为 碳酸盐前驱体。 3.根据权利要求1所述的具有单晶形貌的高镍层状正极材料的制备方法， 其特征在于： 所述前驱体为氢 氧化物前驱体。 4.根据权利要求2所述的具有单晶形貌的高镍层状正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述碳酸盐前驱体的制备 方法包括如下步骤： A、 将碳酸氢钠和去离 子水搅拌混合均匀， 得到 碱溶液； B、 将镍的可 溶性无机盐、 钴和/或锰的可 溶性无机盐用去离 子水配制成混合盐溶 液； C、 将所述碱溶液缓慢滴加入所述混合盐溶液中， 搅拌30～60min之后静置24～48h， 得 到静置后物料； D、 对所述静置后物料进行固液分离， 得到固体过 滤材料； E、 所述固体过 滤材料经干燥， 即得。 5.根据权利要求4所述的具有单晶形貌的高镍层状正极材料的制备方法， 其特征在于： 所述固液分离方式为减压抽滤； 所述干燥的方式为： 将所述固体过滤材料置于真空烘箱中 干燥36～60h。 6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的具有单晶形貌的高镍层状正极材料的制 备方法， 其特 征在于， 具体包括如下步骤： S1、 将所述前驱体置于管式炉中， 在惰性气氛下控制温度在900～1000℃下热处理1～ 3h， 得到中间产物； S2、 将锂盐与所述中间产物按照摩尔比1.01～1.10:1的比例进行配锂后置于管式炉 中， 在氧气氛围中控制温度在75 0～950℃下热处理12～18h。 7.由权利要求1～6中任一权利要求所述的具有单晶形貌的高镍层状正极材料的制备 方法制得的具有单晶形貌的高镍层状正极材 料。 8.一种锂离子电池的生产方法， 其特征在于： 生产原料包括权利要求7所述的具有单晶 形貌的高镍层状正极材 料。 9.由权利要求8所述的锂离 子电池的生产方法制得的锂离 子电池。 10.包括权利要求9所述的锂离 子电池的交通 运输工具。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114291851 A 2具有单晶形貌的高镍层状正极材料及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种锂离子电池生产技术， 尤其是一种锂离子电池正极材料的制备方 法。 背景技术 [0002]一个世纪以来， 伴随着社会和经济 的快速发展， 全世界对于能源的需求量不断增 长， 因此传统化石能源的使用量也不断增加。 大量化石能源的使用也带来了一系列的环境 问题， 如： 空气 污染、 温室 效应、 水污染等等。 这些原因促使全社会迫切开 发寻找高效绿色的 新能源以及能源利用方案。 随着电动汽 车、 混合动力汽车以及便携设备的快速发展和商用， 锂离子电池作为目前最有潜能的二次电池， 被予以厚望， 需求量大规模增加的同时， 也对其 性能有了更高的要求。 安全、 低成本、 高能量密度和长使用寿命是目前研究的重点， 包括中 国、 美国、 日本、 欧洲各国等均在积极推动锂离 子电池相关技 术的研究和发展。 [0003]新能源汽车产业发展规划(2021～2035年)中明确提出要 “实施电池技术突破行 动。 开展正负极材料、 电解液、 隔膜、 膜电极等关键核心 技术研究， 加强 高强度、 轻量化、 高安 全、 低成本、 长寿命的动力电池和燃料电池系统短板技术攻关， 加快固态动力电池技术研发 及产业化。 ”作为目前最有发展潜力的已经商用的高镍层状正极材料主要 是多晶形貌的， 虽 然通过提高镍含量可以进一步提升电池容量， 但是也引入了安全隐患， 其高压稳定性和高 温稳定性都会下降。 并且由于多晶的应力应变各向异 性， 导致材料循环过程中产生微裂缝， 进一步劣化可能导致结构破碎， 因而循环稳定性较差。 目前主流的改性方式主要是对多晶 高镍层状正极材料进行元素掺杂或包覆处理， 虽然一定程度上可以改善某一方面的性能， 但是很难同时有效实现高容量、 高安全性、 长寿命的要求。 单晶形貌的高镍层状正极材料可 以有效避免循环过程中的结构破碎， 提高材料 的循环稳定性， 同时还具有耐高温高压的特 性， 有利于适应恶劣工况， 满足安全性的需求。 发明内容 [0004]为解决现有技术中存在的问题， 本发明提供了一种具有单晶形貌的高镍层状正极 材料及其制备 方法。 [0005]本发明所采用的技术方案是： 具有单晶形貌 的高镍层状正极材料的制 备方法， 包 括在配锂煅烧前， 在惰性气氛 下对前驱体进行 预烧的步骤。 [0006]本发明先通过高温惰性气氛下预烧， 预先形成一定具有单晶形貌的中间体， 再配 锂煅烧， 获得具有 单晶形貌的高镍层状正极材料。 与一步煅烧相比， 本发明的方法可以有效 降低后续高镍层状正极材料的形成温度， 降低能耗， 减少高温带来的锂损耗， 节约实际工业 生产的成本； 同时更易形成单晶形貌且 控制容量。 [0007]本发明的前驱体既可以使用传统共沉淀法生产的氢氧化物前驱体， 更佳的， 最好 是使用本发明缓释沉淀法生产的碳 酸盐前驱体， 具体可以按照如下步骤进行制备： [0008]A、 将碳酸氢钠和去离 子水搅拌混合均匀， 得到 碱溶液；说　明　书 1/6 页 3 CN 114291851 A 3