[發(fā)明專利]一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料及制備方法

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• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108467070A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶;廖健淞
• 申請（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將40~50重量份氫氧化鈉加熱至熔融，然后將50~60重量份含有四價鉻的無機鹽浸入并攪拌反應(yīng)10~20min，進行冷卻，接著加入足量去離子水浸出40~50min后過濾，之后使用硫酸與硫酸銨分離氧化鎂，制得含鎳、鉻的銨配合物；

（2）將步驟（1）制得的25~30重量份含鎳、鉻的銨配合物加入1~3重量份氧化助劑后球磨30~35min，接著加入8~12重量份鈷源和7~11重量份錳源繼續(xù)球磨30~35min，得到混合粉體，然后與2~4重量份沉淀劑共同加入到40~57重量份去離子水中，攪拌反應(yīng)30~40min，過濾、真空干燥，得到鉻摻雜的NCM前驅(qū)體；

（3）將步驟（2）制得的鉻摻雜的NCM前驅(qū)體加入管式爐中，在800~850℃下預(yù)燒5~6h，取出后進行粉碎、研磨、篩分得到粉體，接著取50~55重量份的鉻摻雜的NCM粉體與45~50重量份粉末狀鋰源混合，進行富氧固相燒結(jié)，自然冷卻后，即得鉻摻雜的高鎳三元鋰電池正極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）所述含有四價鉻的無機鹽為（MgNi）₂Si_1-xCr_xO₄，其中鎳、鉻的摩爾比例為9:1~10:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述氧化助劑為過氧化氫、過氧乙酸、次氯酸鈉、過碳酸鈉、溴或碘中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述鈷源為氯化鈷、溴化鈷、碘化鈷、硝酸鈷或硫酸鈷中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述錳源為碳酸錳、硫酸錳、錳酸鉀或高錳酸鉀中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述球磨為臥式球磨機、柜式球磨機或行星式球磨機中的一種，球磨轉(zhuǎn)速為250~300r/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述沉淀劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鐵、氫氧化鎂或碳酸鉀中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）所述粉末狀鋰源為高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟合砷酸鋰、三氟甲磺酸鋰或二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的至少一種粉碎研磨得到的粉體，粉末狀鋰源的粒徑為2~8μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）所述富氧固相燒結(jié)的富氧率為10~15%，燒結(jié)溫度為850~900℃，燒結(jié)時間為11~12h。

10.權(quán)利要求1~9任一項所述制備方法制備得到的一種鉻摻雜高電壓高鎳三元鋰電池正極材料。