(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 202111588244.2 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 上海瑞浦青创新能源 有限公司 地址 201206 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区金海路1255号4幢1层 B105室 (72)发明人 曹辉　郭颖颖　侯敏　刘婵　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 边人洲 (51)Int.Cl. H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 4/485(2010.01) H01M 10/0525(2010.01)G01N 19/00(2006.01) G01N 15/02(2006.01) (54)发明名称 一种正极材料及其稳定性的判定方法和用 途 (57)摘要 本发明提供了一种正极材料及其稳定性的 判定方法和用途。 所述正极材料为α ‑NaFeO2结 构， 所述正 极材料球磨前的pH值为 m， 球磨后的pH 值为n， n‑m≤0.15， 所述正极材料为镍钴锰或镍 钴铝三元材料， 可掺杂， 可包覆 。 本发明所提供的 正极材料， 在球磨前后， pH值差值在一定 范围内， 其稳定性良好， 材料具备较优的加工性以及电化 学性能。 本发明所提供的正极材料， 制备正极浆 料过程中不会因为浆料制备过程中的搅拌等分 散工艺导致局部凝胶， 制备得到的正极极片具有 更低的膜片电阻， 制得的电池也具有更低的直流 阻抗。 且本发 明所提供的正极材料的稳定性的判 定方法， 准确度较高， 最终得到的结果与正极材 料稳定性匹配度极为吻合。 权利要求书1页 说明书9页 CN 114284488 A 2022.04.05 CN 114284488 A 1.一种正极材料， 其特征在于， 所述正极材料为α ‑NaFeO2结构， 所述正极材料球磨前的 pH值为m， 球磨后的pH值 为n， n‑m≤0.15； 所述正极材料的化学通 式为Lia(NixCoyM1‑x‑y)1‑bM’bO2‑cAc， 其中0.85≤a≤1.2， 0.5≤x< 1， 0≤y≤0.2， 0≤b≤0.01， 0≤c≤0.2， M包 括Mn和/或Al， M ’包括Al、 Zr、 T i、 Y、 Sr、 W或Mg中的 任意一种或至少两种的组合， A包括S、 F或N中的任意 一种或至少两种的组合。 2.根据权利要求1所述的正极材 料， 其特征在于， 所述 n‑m≤0.1。 3.根据权利要求1或2所述的正极材 料， 其特征在于， 所述球磨的时间为 45～60min。 4.根据权利要求1 ‑3任一项所述的正极材料， 其特征在于， 所述球磨中， 球磨的加速度 为65～75m/s2。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的正极材料， 其特征在于， 所述球磨中， 球磨磨珠和正 极材料的体积质量比为20 0～250mm3/g。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的正极材料， 其特征在于， 所述正极材料为单晶正极材 料和/或类单晶正极材 料； 优选地， 所述 正极材料的D50为2～4 μm。 7.一种如权利要求1 ‑6任一项所述的正极材料的稳定性的判定方法， 其特征在于， 所述 判定方法包括： 将正极材料进行球磨， 得到球磨前的pH值为m， 球磨后的pH值为n， n ‑m的差值作为判定 条件， 对正极材 料的稳定性进行判定 。 8.根据权利要求7所述的正极材料的稳定性的判定方法， 其特征在于， 所述球磨的时间 为45～60min； 优选地， 所述球磨中， 球磨的加速度为6 5～75m/s2； 优选地， 所述球磨 的加速度的计算公式为4*π2*r*f2/3600， 其中， r为球磨机的转动半 径， f为球磨机的转速； 优选地， 所述球磨中， 球磨 磨珠和正极材 料的体积质量比为20 0～250mm3/g。 9.根据权利要求7或8所述的正极材料的稳定性的判定方法， 其特征在于， 所述判定方 法包括： 将正极材料以65～75m/s2的加速度进行球磨45～60min， 得到球磨前的pH值为m， 球磨后 的pH值为n， n‑m的差值作为判定条件， 对正极材 料的稳定性进行判定； 其中， 所述球磨的加速度的计算公式为4*π2*r*f2/3600， r为球磨机的转动半径， f为球 磨机的转速； 所述球磨中， 球磨 磨珠和正极材 料的体积质量比为20 0～250mm3/g。 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1 ‑6任一项所述的 正极材料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114284488 A 2一种正极材料及其 稳定性的判定方 法和用途 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池技术领域， 涉及一种正极材料及 其稳定性的判定方法和用 途。 背景技术 [0002]锂离子电池是继镍镉电池、 镍氢电池之后的第三代小型蓄电池。 作为一种新型的 化学电源， 它具有工作电压高、 比能量大、 放电电位曲线平稳、 自放电小、 循环寿命长、 低 温 性能好、 无记忆、 无污染等突出的优点， 能够 满足人们对便携式电器所需要的电池小 型轻量 化和有利于环保的双重要求， 广泛用于移动通讯、 笔记本电脑、 摄放一体机等小型电子装 置， 也是未来电动交通工具使用的理想电源。 [0003]具有α‑NaFeO2结构的锂镍钴锰以及锂镍钴铝三元材料因其较高的克容量以及优 异的动力学性能而成为锂离 子动力电池的主流 正极材料之一。 [0004]正极材料在电极浆料的制备过程中可能由于搅拌分散过程产生裂痕或发生破碎， 裂痕和破碎可能发生在单个正极材料颗粒当中， 也可能发生在多个不同颗粒之间。 这些裂 痕和破碎产生后新生成的正极材料界面没有在高温下暴露于烧结气氛当中发生钝化， 也没 有和包覆元素发生固相反应或者被包覆元素包裹。 因此， 新生界面上一方面很容易生成大 量悬挂键， 容易在浆料中夺取质子； 另一方面锂离子也容易从锂层中脱离， 影响浆料的酸碱 性。 由于现在的锂离子电池正极多使用PVDF(聚偏氟乙烯)， 其在过高pH条件下容易发生交 联， 故裂痕过多或者易于解离的正极材料在浆料生产过程中极易在裂痕和破碎区域附近发 生局部或者整体凝胶， 导致成分不均， 在后续极片制备中出现不均匀区域甚至是根本无法 进行后续加工 。 [0005]三元材料的生产过程中需要使用到碳酸锂、 氢氧化锂等锂盐。 为了得到性能更为 优异的产品， 在生产过程中的烧结工序往往使用超过化学计量比的锂盐， 以保证最终成品 不会因为缺少锂离子而造成低容量以及高阻抗等缺陷。 多余的锂盐残留在三元材料的表 面， 使得材料呈碱性。 在制备正极浆料时， 这些表面的残碱可能和作为粘结剂的PVDF反应， 造成局部甚至整体凝胶， 导致正极极片上正极材料、 粘结剂以及导电剂的分布不均甚至是 无法进行后续电池制造 工序。 [0006]CN10339225 1A公开了一种具有低可溶性碱含量的高镍阴极材料， 通过调整制造工 艺可以一定程度上控制材料表面的残余锂盐， 从而达到调控材料碱性的目的。 但是在正极 浆料的制备过程中会涉及到正极粉末材料 的分散， 在该过程中材料一直处于高速搅拌、 球 磨或者相互碰撞的过程当中。 这些过程可能对材料造成破坏， 使得材料新生表面被暴露在 浆料中， 导 致浆料碱性升高， 造成凝胶。 [0007]CN107732199A公开了一种含氟锂离子电池正极材料， 通过液相包覆蒸干的方法包 覆， 用包覆剂吸收表面残余碱， 但是由于该方法比较复杂， 而且蒸干过程中需要惰性气 体保 护， 如果残余碱比较高时会导致材料表面包覆层过厚， 从而影响材料性能的发挥。 因此针对 水洗溶液进行优化是一种简单并且低成本的表面改性方法。 通过水洗过程可以将高镍正极说　明　书 1/9 页 3 CN 114284488 A 3