(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 202111643611.4 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 有研科技 集团有限公司 地址 100088 北京市西城区新外大街2号 (72)发明人 徐国峰　王建涛　杨容　李宁　 任志敏　柏祥涛　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 钱云 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/485(2010.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 10/0525(2010.01)C01G 53/00(2006.01) (54)发明名称 一种高镍正极材料及其制备方法和锂二次 电池 (57)摘要 本发明提供一种高镍正极材料及其制备方 法和锂二次电池， 所述高镍正极材料包括高镍单 晶材料基体以及分布在所述高镍单晶材料基体 表层的高镍细化晶粒。 本发明提供的高镍正极材 料具有特定形貌， 通过单晶表 面的小晶粒原位复 合生长， 在单晶的外部边缘细化晶粒， 从而降低 单晶材料的残 余应力， 缓解单晶材料在充放电过 程中的晶格滑移、 颗粒破裂风险， 解决材料的比 容量低、 循环性能恶化问题。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 114512645 A 2022.05.17 CN 114512645 A 1.一种高镍正极材料， 其特征在于， 所述高镍正极材料包括高镍单晶材料基体以及分 布在所述高镍单晶材 料基体表层的高镍细化晶粒。 2.根据权利要求1所述的高镍正极材料， 其特征在于， 所述高镍单晶材料基体的尺寸 D50为3～5 μm， 所述高镍细化晶粒的尺寸 为0.1～0.3 μm。 3.根据权利要求2所述的高镍正极材料， 其特征在于， 所述高镍单晶材料基体的尺寸 D50为3.5～4.5 μm， 所述高镍细化晶粒的尺寸 为0.15～0.25 μm。 4.根据权利要求1所述的高镍正极材料， 其特征在于， 所述高镍细化晶粒占所述高镍单 晶材料基体的5～3 0wt.％。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的高镍正极材料， 其特征在于， 所述高镍单晶材料基体 的组成由化学式L iNixCoyMn1‑x‑yO2表示， 其中， 0.8≤x＜1， 0 ≤y≤0.1。 6.根据权利要求5所述的高镍正极材料， 其特征在于， 所述高镍正极材料还掺杂或包覆 有元素M， M包括Al、 B、 Mg、 Ca、 Zn、 Zr、 W、 V、 Mo、 Ti、 Sm、 Y中的至少一种。 7.权利要求1 ‑6任一项所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 包括将高镍单晶 材料基体的氢氧化物前驱体经W、 Mo、 Ti、 V中至少一种元 素改性的步骤。 8.根据权利要求7所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述改性采用高能机 械融合。 9.根据权利要求7所述的高镍正极材料的制备方法， 其特征在于， 还包括： 将改性后的 前驱体与氢 氧化锂混合得到锂混合物料， 然后进行焙烧、 破碎和过筛 。 10.一种锂二次电池， 其特 征在于， 包括权利要求1 ‑6任一项所述的高镍正极材 料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114512645 A 2一种高镍正极材料及其制备方 法和锂二次电池 技术领域 [0001]本发明涉及锂电池领域， 尤其涉及一种高镍正极材料及其制备方法和锂二次电 池。 背景技术 [0002]高镍单晶正极材料由于其内部晶界数量少， 可以避免在充放电过程中的微裂 纹产 生和蔓延， 有效改善电池的安全性和循环寿命。 [0003]然而由于镍含量升高后自身存在的结构变化依然使得高镍单晶材料的电化学性 能受到很大程度的影响。 [0004]现有技术通常是在高镍单晶材料的表面包覆一层或多层保护性材料， 例如Al2O3、 ZrO2、 Co3O4等纳米氧化物， 从而尽可能抑制材料直接暴露于电解液中， 有效提升材料的循环 稳定性， 然而这种方法 并不能解决单晶材料在充放电过程中由于残余应力的存在而导致的 比容量低、 循环性能恶化问题。 发明内容 [0005]针对现有技术存在的问题， 本发明提供一种高镍正极材料及其制备方法和锂二次 电池。 [0006]本发明提供一种高镍正极材料， 所述高镍正极材料包括高镍单晶材料基体以及分 布在所述高镍单晶材 料基体表层的高镍细化晶粒。 [0007]本发明将高价的W、 Mo等元素通过前驱体包覆处理使其均匀分布于小颗粒前驱体 表面的缝隙处， 锂化时， 在晶粒长大过程中， 处在前驱体表 面缝隙处的这些高价离子无法与 Li和O共同形成层状晶格， 从而限制高镍氧化物晶粒在边界缝隙处的继续生长， 单晶外部边 缘的晶粒得到了细化， 达到了小晶粒在大颗粒单 晶表面的原位复合生长的目的。 单 晶表面 的小晶粒原 位复合生长， 在单晶的外部边缘细化晶粒， 颗粒整体的机械刚度下降韧性提升， 在充分利用单 晶材料优点的同时， 表面细化的晶粒缓冲单 晶大颗粒内部残余应力， 提升材 料在充放电过程中的结构稳定性。 [0008]需要说明的是， 本发明所述高镍单晶材料基体可为本领域现有技术中常见的高镍 单晶材料， 其组成由化学式LiNixCoyMn1‑x‑yO2表示， 其中， 0.8≤x＜1， 0≤y≤0.1， 如 LiNi0.88Co0.09Mn0.03O2， LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2等， 形貌为单晶颗粒。 [0009]进一步地， 所述高镍单晶材料基体的尺寸D50为3～5 μm， 所述高镍细化晶粒的尺寸 为0.1～0.3 μm。 [0010]进一步优选地， 所述高镍单晶材料基体的尺寸D50为3.5～4.5 μm， 所述高镍细化晶 粒的尺寸 为0.15～0.25 μm。 [0011]进一步地， 所述高镍细化晶粒占所述高镍单晶材料基体的5～30wt.％。 进一步地， 所述高镍正极材料还掺杂或包覆有元素M， M包括Al、 B、 M g、 Ca、 Zn、 Zr、 W、 V、 Mo、 Ti、 Sm、 Y 中的 至少一种。说　明　书 1/6 页 3 CN 114512645 A 3