[發明專利]一種鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體及其應用

有效

• 申請號: 201710486842.6
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107331858B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 陳永;陳相雷;賈孝波
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳歡;吳燕梅

1.一種鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂，其特征在于，所述前驅體的制備方法包括以下步驟：

S1、取鎳鹽、鈷鹽、錳鹽配置不同摩爾比例、相同濃度的溶液A、溶液B和溶液C，所述溶液A、溶液B和溶液C中Ni:Co:Mn總摩爾比為6:2:2，

所述溶液A中Ni:Co:Mn摩爾比為(9.5～7.5):(0.25～1.25):(0.25～1.25)、體積為0.6a～0.8a；

所述溶液C中Ni:Co:Mn摩爾比為(1.5～0.5):(3～1):(3～1)、體積為0.5a～0.3a；

同時配置氨濃度為0.3～0.7mol/L的底液；

S2、將步驟S1的溶液A、溶液B、溶液C分別置于A容器、B容器、C容器中，將所述底液置于自動連續反應釜中，所述A容器連通所述反應釜，首先將溶液A泵入反應釜中，

當溶液A剩余體積為0.4a～0.1a時，將溶液B泵入溶液A中，同時A容器中混合溶液在攪拌下連續泵入反應釜中；當溶液B完全泵入溶液A中，再將溶液C泵入溶液A中，同時保持A容器中混合溶液連續泵入反應釜中；所述溶液B泵入溶液A中的流速V1、所述溶液C泵入溶液A中的流速V2和A容器中混合溶液泵入反應釜的流速V3保持一致；

反應過程固定反應條件，維持反應體系中氨濃度為0.3～0.7mol/L，維持反應體系pH值為11.0～11.7，控制反應溫度為45～55℃，反應時間為18～26小時，通過共沉淀反應最終制得核心由Ni:Co:Mn＝8:1:1慢慢地減少到材料表面Ni:Co:Mn＝1:1:1的前驅體。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂，其特征在于，

所述溶液A中Ni:Co:Mn摩爾比為8:1:1、體積為0.7a，

所述溶液B中Ni:Co:Mn摩爾比為4:1:1、體積為0.3a，

所述溶液C中Ni:Co:Mn摩爾比為1:2:2、體積為0.4a。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂，其特征在于，所述鎳鹽、鈷鹽、錳鹽分別為NiSO₄·6H₂O、CoSO₄·7H₂O和MnSO₄·H₂O。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂，其特征在于，所述pH值使用10mol/L NaOH溶液進行調節控制。

5.根據權利要求1所述的鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂，其特征在于，所述底液的氨濃度使用2.8mol/L氨水進行調節控制。

6.根據權利要求1所述的鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂，其特征在于，在進料的過程中，反應釜攪拌速率為600～800r/min。

7.一種鋰離子電池三元正極材料，其特征在于，具有權利要求1～6任一項所述的鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂。

8.一種鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，利用權利要求1～6任一項所述的鋰離子電池三元正極梯度分布材料前驅體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂與LiOH摩爾比為1:1.05混合均勻后在馬弗爐中500～900℃焙燒5～30h，升溫速率10℃/s，得到正極材料Li[Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2]O₂。