一种高镍三元正极材料及其制备方法.pdf

(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CN112687868A(43)申请公布日2021.04.20(21)申请号202011575805.0(22)申请日2020.12.28(71)申请人大连博融新材料有限公司地址116450辽宁省大连市花园口经济区迎春街20号(72)发明人孟昭扬李宗麟魏晶曹永强刘阳荣明(51)Int.Cl.H01M4/485(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种高镍三元正极材料及其制备方法(57)摘要本发明提供一种高镍三元正极材料及其制备方法，所述高镍三元正极材料的制备方法包括以下步骤：将高镍三元前驱体置于具有搅拌功能的焙烧炉或回转窑中，在搅拌的同时进行低温脱水预烧，得到高镍三元氧化物；按照摩尔比n(Li)/n(Ni+Co+Mn)＝1.03～1.20分别称取锂源和高镍三元氧化物，预混得到混合料；将混合料置于具有搅拌功能的焙烧炉中，在搅拌的同时进行两段式焙烧；将焙烧后的物料洗涤、干燥和二次烧结后得到高镍三元正极材料。该方法能维持高镍三元前驱体的原始形貌，大幅度的改善高镍三元正极材料的均一性、循环稳定性及倍率性能。CN112687868ACN112687868A权利要求书1/1页1.一种高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将高镍三元前驱体置于具有搅拌功能的焙烧炉或回转窑中，在搅拌的同时进行低温脱水预烧，得到高镍三元氧化物；步骤2、按照摩尔比n(Li)/n(Ni+Co+Mn)＝1.03～1.20分别称取锂源和高镍三元氧化物，预混得到混合料；步骤3、将混合料置于具有搅拌功能的焙烧炉中，在搅拌的同时进行两段式焙烧；步骤4、将焙烧后的物料洗涤、干燥和二次烧结后得到高镍三元正极材料。2.根据权利要求1所述高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述高镍三元前驱体的形貌为均匀的类球形，粒度D50＝2～5μm，振实密度TD＝1.2～1.8g/mL。3.根据权利要求1所述高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源为高温下能融化的含锂材料。4.根据权利要求3所述高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源为一水氢氧化锂、无水碳酸锂、无水硝酸锂和无水氯化锂一种或多种；所述高镍三元前驱体为NCM622、NCM721和NCM811中的一种或多种。5.根据权利要求1所述高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述搅拌的速度为100～300rpm；低温脱水预烧为：在200～300℃下保温2～5h。6.根据权利要求1所述高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤3所述搅拌的速度为100～500rpm；所述两段式焙烧为：第一段：在100～800℃下保温1～12h，第二段：在500～1000℃下保温10～28h。7.根据权利要求1所述高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤4所述洗涤为：按照液固比为1:1～5:1，搅拌速度为50～300rpm，搅拌时间为1～10min，洗涤2～8次；所述干燥为：100～120℃下干燥1～8h。8.根据权利要求7所述高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述洗涤中最后一次洗涤采用的洗涤剂为浓度为5～25wt％可溶性铝盐溶液。9.根据权利要求1所述高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤4所述二次烧结为：600～1000℃保温5～20h。10.一种高镍三元正极材料，其特征在于，采用上述方法制备而成。2CN112687868A说明书1/4页一种高镍三元正极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及材料技术，尤其涉及一种高镍三元正极材料及其制备方法。背景技术[0002]锂离子二次电池作为新一代的可充电式高能电池，具有高能量、安全性能好、使用寿命长、低污染、无记忆效应和低自放电等优点，广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑、仪器仪表、电动汽车等众多领域。[0003]高镍三元正极材料，是指材料中镍的摩尔分数大于等于0.6的三元正极材料，其综合了钴酸锂循环性能好、镍酸锂比容量高和锰酸锂安全性能可靠等特点，且其综合性能优于任一单组合化合物，存在明显的协同效应，近年来备受重视。[0004]目前，现有技术制备高镍三元正极材料过程中，多采用球磨机进行混锂，然后将混锂后的物料送入隧道窑进行静态煅烧。这种方法制备的正极材料存在混锂不均匀，材料均一性差，以及循环性能、倍率性能、存储性能和高温性能较差等问题，阻碍了其在高电压电池和动力电池领域的大规模应用。发明内容[0005]本发明的目的在于，针对目前正极材料存在混锂不均匀，材料均一性差，以及循环性能、倍率性能、存储性能和高温性能较差等问题，提出一种高镍三元