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CN111439790A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010321915.8(22)申请日2020.04.22(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人万江涛任海朋张勇杰张宁(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人李岩(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称高镍三元正极材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了高镍三元正极材料及其制备方法。其中，制备高镍三元正极材料的方法包括：(1)向反应底液中加入镍钴锰盐溶液、碳酸钠溶液、氯化锂溶液、沉淀剂和络合剂进行合成反应，得到掺杂有碳酸锂的第一高镍三元正极材料前驱体；(2)向反应体系中通入氧气，进行预氧化处理，所述预氧化处理完成后，向反应体系中加入碳酸钠溶液和氯化锂溶液进行包覆反应，得到包覆有碳酸锂层的第二高镍三元正极材料前驱体；(3)对所述第二高镍三元正极材料前驱体进行烧结处理，得到高镍三元正极材料。该方法以氯化锂作为锂源制备高镍三元正极材料，原料成本及加工成本低廉，且制备得到的高镍三元正极材料具有优秀的电化学性能。CN111439790ACN111439790A权利要求书1/1页1.一种制备高镍三元正极材料的方法，其特征在于，包括：(1)向反应底液中加入镍钴锰盐溶液、碳酸钠溶液、氯化锂溶液、沉淀剂和络合剂进行合成反应，得到掺杂有碳酸锂的第一高镍三元正极材料前驱体；(2)向反应体系中通入氧气，进行预氧化处理，所述预氧化处理完成后，向反应体系中加入碳酸钠溶液和氯化锂溶液进行包覆反应，得到包覆有碳酸锂层的第二高镍三元正极材料前驱体；(3)对所述第二高镍三元正极材料前驱体进行烧结处理，得到高镍三元正极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镍钴锰盐溶液中，镍盐、钴盐、锰盐的总浓度为0.5～1.5mol/L；任选地，所述碳酸钠溶液的浓度为0.5～1.5mol/L；任选地，所述氯化锂溶液的浓度为8～15mol/L；任选地，所述沉淀剂为浓度为5～10mol/L的氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液；任选地，所述络合剂为浓度为8～12mol/L的氨水溶液。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合成反应的反应条件包括：搅拌转速为500～1000rpm，反应温度为50～70℃，反应体系的pH值为10.5～12.5，反应体系中固含量为100～350g/L，反应时间为5～30h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预氧化处理中，氧气流量为60～100L/h，处理时间为10～20min，温度为90～100℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述包覆反应的反应条件包括：反应温度为90～100℃，反应时间为6～8h，反应体系的pH值为9.0～10.5。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烧结处理包括第一烧结处理和第二烧结处理，所述第一烧结处理在700～950℃下进行8～20h完成，所述第二烧结处理在550～650℃下进行8～12h完成。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸锂层的厚度为0.5～2μm。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高镍三元正极材料中，锂离子的摩尔量为前驱体摩尔量的1.00～1.15倍。9.一种高镍三元正极材料，其特征在于，所述高镍三元正极材料是由权利要求1～8任一项所述的方法制备得到的。10.根据权利要求9所述的高镍三元正极材料，其特征在于，具有式(I)所示的组成，NiXCoYMn1-X-Y(OH)2·aLi2CO3(I)式(1)中，80％<X<95％，1％<Y<15％，1.0<a<1.15。2CN111439790A说明书1/7页高镍三元正极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及电极材料技术领域，具体而言，本发明涉及高镍三元正极材料及其制备方法。背景技术[0002]三元前驱体及正极材料的发展从NCM523到NCM622再到NCM811，经历了从低镍向高镍的发展过程。在这个发展过程中，烧结工艺的温度呈现逐渐降低的趋势，而低温烧结对锂源的选择提出了新的要求，适用于低镍体系的碳酸锂不能满足高镍烧成的需求，需要采用氢氧化锂代替碳酸锂作为锂源。[0003]然而，采用氢氧化锂作为锂源的烧结工艺又带来了新的问题，高镍体系三元材料对烧结盛放的匣钵品质要求极高，需要频繁地更换新的匣钵，对工艺操作及成本等都造成了不小的影响，如果高镍体系三元材料能采用碳酸锂体系进行烧结，匣钵更