(19)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 202211506956.X (22)申请日 2022.11.29 (71)申请人 瑞浦兰钧能源股份有限公司 地址 325000 浙江省温州市龙湾区空港新 区滨海六路20 5号C幢A205室 (72)发明人 邵学祥　张亦弛　刘婵　侯敏　 曹辉　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 专利代理师 王艳斋 (51)Int.Cl. C01G 53/00(2006.01) D01D 5/00(2006.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01)H01M 10/0525(2010.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种高镍正极材 料及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明提供了一种高镍正极材料及其制备 方法和应用。 所述制备方法包括以下步骤： 将聚 丙烯腈溶液、 镍盐、 钴盐、 锰盐和锂盐混合， 静电 纺丝， 然后依次进行一次烧结、 二次烧结和三次 烧结， 非自然降温， 得到所述高镍正极材料。 本发 明以聚丙烯 腈和金属盐为原料， 采用静电纺丝的 方式， 得到了具有中空纳米带结构的高镍正极材 料， 使得锂离子能够快速脱嵌从而提供较短的 Li+离子扩散距离， 大大降低了电池极化， 从提升 了高镍正极材 料的倍率和循环性能。 权利要求书1页 说明书9页 附图1页 CN 115536080 A 2022.12.30 CN 115536080 A 1.一种高镍正极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 所述制备 方法包括以下步骤： 将聚丙烯腈溶液、 镍盐、 钴盐、 锰盐和锂盐混合， 静电纺丝， 然后依次进行一次烧结、 二 次烧结和三次烧结， 非自然降温， 得到所述高镍正极材 料。 2.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述混合的原料还包 括稀土金属盐。 3.根据权利要求2所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述稀土金属盐为稀 土的乙酸盐。 4.根据权利要求3所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述稀土金属盐包括 铈盐、 镨盐或镧盐中的任意 一种或至少两种的组合。 5.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述一 次烧结的升温 速率为1~3℃/min； 所述一次烧结的温度为25 0~300℃。 6.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述二 次烧结的升温 速率为1~3℃/min； 所述二次烧结的温度为 450~480℃。 7.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述三 次烧结的升温 速率为1~3℃/min； 所述三次烧结的温度为75 0~800℃。 8.根据权利要求1所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述非自然降温的降 温速率为2~5℃/min。 9.一种高镍正极材料， 其特征在于， 所述高镍正极材料由如权利要求1 ‑8任一项所述的 高镍正极材 料的制备 方法制备 得到。 10.一种锂离子电池， 其特征在于， 所述锂离子电池包括如权利要求9所述的高镍正极 材料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115536080 A 2一种高镍正极材料及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明属于二次电池技 术领域， 涉及一种高镍正极材 料及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]现如今， 由于汽车行业在燃油经济和环保方面的要求越来越严格， 具有高能量密 度， 长循环寿命和高功率密度的锂离子电池 （LIB） 得到了广泛利用。 与负极材料相比， LIB的 一些关键指标， 如比容量、 首次库伦效率和安全性主要由正极材料控制， 然而也存在某些固 有缺陷， 主要表现为结构和热稳定性差， 大功 率循环和倍率性能不佳等， 这带来了严重的安 全隐患， 最终导 致LIB的实用潜力不佳。 [0003]在锂电池正极材料制备的领域中， 由于三元材料镍钴锰中三种元素之间具有良好 的协同效应， 通常具有高比容量、 长循环寿命、 低毒和廉价的特点， 且三元材料镍钴锰中镍 的含量的升高可以有效提高材 料的比容 量， 因此受到 了广泛的应用。 [0004]事实上， 随着三元材料镍钴锰中镍 的含量的上升， 三元材料的比容量升高且成本 降低， 但同时也存在容 量保持率低等 缺陷。 [0005]因此， 如何得到性能优异的高镍正极材 料， 是亟待解决的技 术问题。 发明内容 [0006]本发明的目的在于提供一种高镍正极材料及其制备方法和应用。 本发明以聚丙烯 腈和金属盐为原料， 采用静电纺丝的方式， 得到了具有中空纳米带结构的高镍正极材料， 使 得锂离子能够快速脱 嵌从而提供较短的Li+离子扩散距离， 大大降低了电池极化， 从提升了 高镍正极材 料的倍率和循环性能。 [0007]本发明中的高镍正极材料是指化学式为LiNixCo1‑x‑yMnyO2， 且x≥0.6的镍钴锰三元 正极材料。 [0008]为达到此发明目的， 本发明采用以下技 术方案： 第一方面， 本发明提供一种高镍正极材料的制 备方法， 所述制 备方法包括以下步 骤： 将聚丙烯腈溶液、 镍盐、 钴盐、 锰盐和锂盐混合， 静电纺丝， 然后依次进行一次烧 结、 二次烧结和三次烧结， 非自然降温， 得到所述高镍正极材 料。 [0009]本发明中的非自然降温是指不采用自然冷却降温的形式， 而是以一定的降温速率 进行降温， 且 烧结过程在氧气 气氛下进行。 [0010]本发明以聚丙烯腈和金属盐为原料， 采用静电纺丝 的方式， 得到了具有中空纳米 带结构的高镍正极材料， 锂离子能够快速脱嵌从而提供较短的Li+离子扩散距离， 大大降低 了电池极化， 从提升 了高镍正极材 料的倍率和循环性能。 [0011]本发明提供的制 备方法， 采用聚丙烯腈作为纺丝 的原料， 具备原料广泛价格低廉 纤维均一 性好的的优势。 [0012]本申请选用三段烧结的方式， 一次烧结实现了聚丙烯腈从凝胶层变成固定的一维说　明　书 1/9 页 3 CN 115536080 A 3