用于补锂的富锂锰基正极材料及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115911609A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211442588.7(22)申请日2022.11.17(71)申请人江西汉尧富锂科技有限公司地址336000江西省宜春市袁州区医药工业园(72)发明人胡伟李晓艳黄景彪彭康春刘俊吴平孙旭(74)专利代理机构南昌市赣昌知识产权代理事务所(普通合伙)36140专利代理师冷隽中(51)Int.Cl.H01M10/42(2006.01)H01M10/0525(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/505(2010.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称用于补锂的富锂锰基正极材料及制备方法(57)摘要本发明就是要提供一种用于补锂的富锂锰基正极材料及制备方法，以可溶性镍、钴、锰盐为原料，采用共沉淀反应工艺制备，并添加相应的补锂掺杂元素如镁、铝、钛等。从而实现传统的高电压富锂锰基正极材料，其在4.4‑4.6V电压范围使用时，首次效率更低，其使用时不会出现DCR明显增长和高温明显产气的情况；反应条件温和，适合工业化生产。CN115911609ACN115911609A权利要求书1/1页1.一种用于补锂的富锂锰基正极材料，其化学式：(1‑b)Li1+(1‑2x)/3Nix‑y/2CoyMn(2‑x)/3‑y/O•bTO；其中，x=(0.250.5)，y=(00.35)，b=(01%)；其中，T代表镁、铝、钛元素中的一种222~~~或者多种硫酸盐、碳酸盐、氧化物、氢氧化物。2.一种用于补锂的富锂锰基正极材料的制备方法，以硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴盐为原料，包括补锂富锂锰基正极材料前驱体的制备和补锂富锂锰基正极材料的制备，其特征是所述补锂富锂锰基正极材料前驱体的制备包括如下方法步骤：盐料液配置，于盐配料装置中，加水分别将硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴及补锂添加剂T制成混合盐溶液；2）混合碱液配置，于碱配料装置中，将液碱、氨水置于碱配料装置中，进行充分搅拌混合，配制成混合碱溶液；共沉淀反应，将步骤1）、2）的两种溶液置于共沉淀反应装置中，在加热及保护气体存在条件下进行共沉淀反应，得到共沉沉淀物；制富锂锰基正极材料前驱体，将步骤3）共沉沉淀物制备成浆料液，将浆料液经过滤装置过滤得滤液及滤渣，滤渣清洗干净并经过干燥后，制得补锂富锂锰基材料其化学式为：：a(MnNiCo)(OH)·bT(OH)，其中x=(0.40.65)，y=(0.30.5)，z=(00.40)，x+y+z=1，b=xyz24~~~(0~1.0%)a，a+b=1)，即为补锂富锂锰基正极材料前驱体。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是所述补锂富锂锰基正极材料的制备包括如下方法步骤：A）将补锂富锂锰基正极材料前驱体与碳酸锂按质量配比为1：0.4‑0.7的比例，置于高速混合机装置或斜式混料机装置中，进行充分搅拌混合，为混合物料；B）将混合物料装于匣钵里，然后进入辊道窑煅烧装置中进行煅烧烧制，煅烧烧制温度为850~1100℃、于此温度条件下，保温10~20h，得煅烧料；将煅烧料粉碎、并经粉体处理，得补锂富锂锰基正极材料，其化学式：(1‑b)Li1+(1‑2x)/3Nix‑y/2CoyMn(2‑x)/3‑y/2O2•bTO2；其中，x=(0.25~0.5)，y=(0~0.35)，b=(0~1%)。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是控制制备的富锂锰基正极材料前驱体中锰含量按化学计量比为0.4~0.65；钴元素含量按化学计量比为0.01~0.40，控制通过共沉淀反应的方式在富锂锰基正极材料前驱体中掺入掺杂T元素，掺入量为锰镍钴摩尔总量的0.01~1.0%。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是步骤1）是控制混合盐溶液中锰镍钴的物质的量比例范围为(0.4~0.65):(0.3~0.5):(0.01~0.40)，T的浓度范围为锰镍钴摩尔总量的0.01~1.0%。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是步骤2）所述液碱为NaOH溶液，控制混合碱溶液中NaOH的浓度范围为4‑12mol/L,NH3的浓度范围为0‑10mol/L。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是步骤3）共沉淀反应时间为12~40小时，反应温度为40~80℃，同时控制反应装置中氨水浓度为0~0.6mol/L，反应溶液pH为10.5~12.5。8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征是所述补锂富锂锰基正极材料其D50范23围为6.00‑10.00μm，比表面积范围为0.45~2.0m/g，振实密度为1.5~2.2g/cm；电池电压体系为4.4~4.6V。2CN115911609A说明书1/8页用于补锂的富锂锰基正极材料及制备方法技术领域：[0001