(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 202111620078.X (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 北京当升材 料科技股份有限公司 地址 100160 北京市丰台区南四环西路18 8 号总部基地18区21号 (72)发明人 张永强　孙立国　张学全　刘亚飞　 陈彦彬　 (74)专利代理 机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 专利代理师 赵泽丽 (51)Int.Cl. H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 具有多腔室结构的正极材料及其制备方法 和锂离子电池 (57)摘要 本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域， 公开了一种具有多腔室结构的正极材料及其制 备方法和锂离子电池。 所述正极材料由多个一次 颗粒聚集形成， 且部分所述一次颗粒定向生长形 成支撑结构， 所述支撑结构彼此交叠在所述正极 材料的内部形成多个腔室。 该正 极材料的颗粒强 度显著提升， 从而使 得正极材料在具有长寿命的 优点； 另外， 该正极材料的阻抗降低， 进而提升正 极材料的功率 性能。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 114678519 A 2022.06.28 CN 114678519 A 1.一种具有多腔室结构的正极材料， 其特征在于， 所述正极材料由多个一次颗粒聚集 形成， 且部分所述一次颗粒定 向生长形成支撑结构， 所述支撑结构彼此交叠在所述正极材 料的内部形成多个腔室。 2.根据权利要求1所述的正极材 料， 其中， 所述腔室的数量≥2， 其中， 所述支撑结构的厚度≥5 0nm， 所述支撑结构的长度为80 ‑2000nm； 优选地， 所述腔室的数量 为3‑12； 优选地， 所述支撑结构的厚度为70 ‑800nm， 所述支撑结构的长度为10 0‑1500nm。 3.根据权利要求1或2所述的正极材 料， 其中， 所述 正极材料的组成由式(1)表示； Li1+aNi1‑x‑yCoxMnyO2，   式(1)； 其中，‑0.8≤a≤ 0.3， 0＜x≤ 0.5， 0≤y≤0.5； 优选地，‑0.5≤a≤0.2， 0.10 ≤x≤0.40， 0.10 ≤y≤0.40。 4.根据权利要求3所述的正极材 料， 其中， 所述 正极材料的组成由式(2)表示； Li1+aNi1‑x‑y‑zCoxMnyMzO2，   式(2)； 其中， 0≤z≤0.1， 优选地， 0.0 05≤z≤0.080； 其中， M选自La、 Cr、 Mo、 Ca、 Fe、 Hf、 Ti、 Zn、 Y、 Zr、 W、 Nb、 Sm、 V、 Mg、 B、 Al、 Sr和Ba中的一种或 多种； 优选地， M 选自W、 Mo、 Zr、 Nb、 Ti、 Y和Al中的一种或多种。 5.根据权利要求1 ‑4中任意一项所述的正极材料， 其中， 所述正极材料的K90的变化率 满足式(3)： AK90＝(K90’ ‑K90)/K90 ×100％≤50％，   式(3)； 其中， K90和K90 ’分别为压裂前与3 0kN压力后材 料的K90粒度分布； 和/或， 所述正极材料的粒度分布占比增 加量满足式(4)； △D≤1＝D≤1’ ‑D≤1≤20％，   式(4)； 其中， D≤1’和D≤1分别为压裂前与3 0kN压力后材 料小于1 μm的粒度分布占比。 6.一种权利要求1 ‑5中任意一项所述的正极材料的制备方法， 其特征在于， 所述的制备 方法包括： (1)在惰性气体保护下， 将含有Ni、 Co、 Mn可溶盐的水溶液、 络合剂和沉淀剂 混合进行共 沉淀反应， 得到Ni1‑x‑yCoxMny(OH)2氢氧化物前驱体； 其中， 所述Ni1‑x‑yCoxMny(OH)2氢氧化物 前驱体的核心为≤2.0 μm； (2)将所述Ni1‑x‑yCoxMny(OH)2氢氧化物前驱体、 锂源和可选的含有M元素的化合物混合 后进行烧结处理， 再将烧结后的物料通过破碎、 过筛， 得到正极材料Li1+aNi1‑x‑yCoxMnyO2或 Li1+aNi1‑x‑y‑zCoxMnyMzO2。 7.根据权利要求6所述的制备方法， 其中， 所述Ni1‑x‑yCoxMny(OH)2氢氧化物前驱体的核 心为0.8‑1 μm； 和/或， 所述 Ni1‑x‑yCoxMny(OH)2氢氧化物前驱体的D50为2‑8 μm。 8.根据权利要求6所述的制备方法， 其中， 在步骤(1)中， 所述共沉淀反应包括成核阶段 和生长阶段； 优选地， 所述成核阶段的条件包括： 所述络合剂的浓度为9 ‑20g/L， pH为9 ‑13， 成核阶段权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114678519 A 2时间为1‑8h， 温度为3 0‑70℃， 搅拌速率 为60‑90rpm； 优选地， 所述生长 阶段的条件包括： 所述络合剂的浓度为10 ‑30g/L， pH为9 ‑13， 生长阶 段时长为20 ‑200h， 温度为3 0‑70℃， 搅拌速率 为20‑70rpm。 9.根据权利要求6所述的制备方法， 其中， 在步骤(2)中， 所述烧结包括升温阶段， 恒温 烧结阶段和降温阶段； 优选地， 所述升温阶段的条件 包括： 升温速度为0.5 ‑5℃/min， 时间为2 ‑20h； 优选地， 所述恒温烧结阶段的条件 包括： 温度为6 00‑1000℃， 时间为5 ‑30h。 10.根据权利要求6 ‑9中任意一项所述的制备方法， 其中， 所述络合剂选自硫酸铵、 硝酸 铵和氨水中的一种或多种； 和/或， 所述 沉淀剂为氢 氧化钠和/或氢 氧化钾； 和/或， 所述含有M元素的化合物为M元素的氧化物、 硝酸盐、 硫酸盐和氯化物中的一种 或多种； 和/或， 所述锂 源选自碳 酸锂、 氢氧化锂和硝酸锂中的一种或多种。 11.一种锂离子电池， 其特征在于， 所述锂离子电池含有权利要求1 ‑5中任意一项所述 的正极材 料。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114678519 A 3