(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 202111515434.1 (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 天津巴莫 科技有限责任公司 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 侯宾　吉长印　吕菲　徐宁　 吴孟涛　 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种组分可控多元素掺杂型高镍三元正极 材料的制备方法 (57)摘要 本发明提供了一种组分可控多元素掺杂型 高镍三元正极材料的制备方法， 包括如下步骤： （1） 将待 掺杂元素的有机盐溶液、 表面活性剂、 助 剂、 有机分散剂混合得到油 相乳化液； （2） 将金属 盐溶液、 络合剂、 沉淀剂与所述的油相乳化液混 合， 反应后经过滤、 洗涤、 干燥后得到分子式为 NixCoyMn(1‑x‑y)(OH)2的多元素掺杂型高镍三元正 极材料前驱体； （3） 将所述的多元素掺杂型高镍 三元正极材料前驱体与锂源混合、 焙烧后得到多 元素掺杂型高镍三元正极材料。 本发 明所述的组 分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备 方法简单， 制备得到的材料具有掺杂元素分布均 一， 电化学性能优异等优点。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 114220959 A 2022.03.22 CN 114220959 A 1.一种组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特征在于： 包括如下 步骤： (1)将待掺杂元 素的有机盐溶 液、 表面活性剂、 助剂、 有机分散剂混合得到油相乳化液； (2)将金属盐溶液、 络合剂、 沉淀剂与所述的油相乳化液混合， 反应后经过滤、 洗涤、 干 燥后得到分子式为NixCoyMn(1‑x‑y)(OH)2的多元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体， 其中0.8 ＜x＜1， 0＜y＜0.1， x+y＜1； (3)将所述的多元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体与锂源混合、 焙烧后得到所述的 组分可控的多元 素掺杂型高镍三元正极材 料。 2.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的步骤(1)中的待掺杂元素的有机盐溶液中的待掺杂元素的有机盐为异丙醇 铝、 异丙醇钛、 异丙醇镁、 异丙醇锆、 异丙醇锶、 异丙醇钨、 丁醇铝、 丁醇钛、 丁醇镁、 丁醇锆、 丁醇钽或正 丁醇铌中的至少两种； 所述的有机盐溶 液的浓度为2 ‑4mol/L。 3.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的步骤(1)中的表面活性剂为蓖麻油聚氧乙烯醚； 所述的助剂为甲苯； 所述的 有机分散剂为 正丁醇。 4.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的步骤(1)中的有机盐溶液、 表面活性剂、 助剂与有机分散剂的体积比为2 ‑6: 3‑10:70‑85:5‑20。 5.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的步骤(2)中的多 元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体的具体制法为： 将金属 盐溶于水中得到前驱体盐溶液， 将络合剂溶于水中形成络合溶液， 将沉淀剂溶于水中形成 沉淀溶液， 将前驱体盐溶液、 络合溶液、 沉淀溶液与油相乳化液混合后在惰性气体保护下， 持续搅拌5 ‑15h， 反应后经过滤、 洗涤、 干燥得到所述的多元素掺杂 型高镍三元正极材料前 驱体。 6.根据权利要求5所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的前驱体盐溶液的总金属 离子摩尔浓度为2 ‑4mol/L； 所述的沉淀剂为氢氧化 钠； 所述的沉淀溶液的浓度为5 ‑10mol/L； 所述的络合剂为氨水； 所述的络合溶液的质量浓 度为15‑25％。 7.根据权利要求5所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的油相乳化液、 前驱体溶液、 络合溶液与沉淀溶液的体积比为0.1 ‑1.0： 15‑40： 4‑10： 12‑35。 8.根据权利要求5所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的持续搅拌步骤的搅拌速度为6 00‑1000rad/min， 反应的温度为5 0‑60℃。 9.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的步骤(3)中的锂源为氢氧化锂、 硝酸锂或碳酸锂中的至少一种； 所述的锂源 与多元素掺杂的高镍三元 材料前驱体的质量比为1:0.95 ‑1.1。 10.根据权利要求1所述的组分可控多元素掺杂型高镍三元正极材料的制备方法， 其特 征在于： 所述的步骤(3)中的焙烧步骤的温度为6 50‑900℃， 时间为10 ‑20h。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114220959 A 2一种组分可控多元素掺 杂型高镍 三元正极材料的制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池材料领域， 尤其是涉及一种组分可控多元素掺杂型高镍三 元正极材 料的制备 方法。 背景技术 [0002]在世界各国政策的大力鼓舞下， 以锂离子电池为能源系统的新能源汽车取代传统 内燃机车也已在世界各地逐步得到尝试， 并成功进入商业化阶段。 与消费类产品不同， 新能 源汽车对锂离子电池成本、 能量密度、 安全性、 使用寿命、 自放电等性能有着更为严格要求， 其中正极材料对以上性能起着决定性作用。 在众多正极材料体系中， 高镍三元正极材料Li (NixCoyMn1‑x‑y)O2因比容量 高而备受关注。 但高镍材料仍存在一些问题亟待解决， 如循环过 程中的岩盐相的形成及微裂纹， 过渡金属溶解， 析氧和热失控等问题， 导致材料电化学性能 衰减并带来 安全隐患， 限制了其进一 步大规模应用。 [0003]在众多的改进策略中， 多元素复合掺杂利用不同元素之间的协同效应， 能显著提 升材料的晶体结构稳定性和电子导电性， 从而改善循环， 降低阻抗， 提升材料的电化学性 能。 目前工业上掺杂以干 法掺杂为主， 与湿法掺杂相比， 干法掺杂存在掺杂元素聚集导致的 掺杂不均一， 从而影响材 料的电化学性能。 发明内容 [0004]有鉴于此， 本发明旨在克服现有技术中的缺陷， 提出一种组分可控多元素掺杂型 高镍三元正极材 料的制备 方法。 [0005]为达到上述目的， 本发明的技 术方案是这样实现的： [0006]一种组分可控多元 素掺杂型高镍三元正极材 料的制备 方法， 包括如下步骤： [0007](1)将待掺杂元素的有机盐溶液、 表面活性剂、 助剂、 有机分散剂混合得到油相乳 化液； [0008](2)将金属盐溶液、 络合剂、 沉淀剂与所述的油相乳化液混合， 反应后经过滤、 洗 涤、 干燥后得到分子式为NixCoyMn(1‑x‑y)(OH)2的多元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体， 其 中0.8＜x＜1， 0＜y＜0.1， x+y＜1； [0009](3)将所述的多元素掺杂型高镍三元正极材料前驱体与锂源混合、 焙烧后得到所 述的组分可控的多元 素掺杂型高镍三元正极材 料。 [0010]进一步， 所述的步骤(1)中的待掺杂元素的有机盐溶液中的待掺杂元素的有机盐 为异丙醇铝、 异丙醇钛、 异丙醇镁、 异丙醇锆、 异丙醇锶、 异丙醇钨、 丁醇铝、 丁醇钛、 丁醇镁、 丁醇锆、 丁醇钽或正 丁醇铌中的至少两种； 所述的有机盐溶 液的浓度为2 ‑4mol/L。 [0011]进一步， 所述的步骤(1)中的表面活性剂为蓖麻油聚氧乙烯醚； 所述的助剂为甲 苯； 所述的有机分散剂为 正丁醇。 [0012]进一步， 所述的步骤(1)中的有机盐溶液、 表面活性剂、 助剂与有机分散剂的体积 比为2‑6:3‑10:70‑85:5‑20。说　明　书 1/6 页 3 CN 114220959 A 3