[發明專利]一種包覆型三元氧化鎳鈷錳鋰正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811253622.X
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109638232A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 靳佳;張彬;周大橋;李來強;張寧
• 申請（專利權）人: 寧夏漢堯石墨烯儲能材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 陳昌娟;田陽

1.一種包覆型三元氧化鎳鈷錳鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)三元鎳鈷錳鋰前驅體制備：

向反應釜中通入N₂，通過蠕動泵加入稀氨液作為底液，通過共沉淀方法按照Ni：Co：Mn＝(50～60)：(15～20)：30的摩爾比分別將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的水溶液加入反應釜，同時，分別加入稀堿液和濃氨水，在45～60℃溫度下連續攪拌反應15～30h并控制反應體系的pH＝10.5～11.5；反應生成的沉淀經過過濾、洗滌、干燥，得到三元鎳鈷錳鋰前驅體；

(2)氧化物包覆型三元鎳鈷錳鋰前驅體制備：

在醇溶劑中將包覆材料-溶解形成包覆材料的醇溶液I，將所述三元鎳鈷錳鋰前驅體加入醇溶劑中分散一段時間形成懸濁液II，后將所述包覆材料的醇溶液I加入所述懸濁液II中，攪拌2-15h充分進行混合包覆，形成懸濁液III，最后將一定比例的醇水混合液緩慢逐滴加入所述懸濁液III中，使包覆材料水解，繼續攪拌使水解反應持續20-25h后，離心、洗滌，干燥，得到氧化物包覆型三元鎳鈷錳鋰前驅體。

(3)離子導體氧化物包覆型三元鎳鈷錳鋰正極材料制備：

將上述氧化物包覆型三元鎳鈷錳鋰前驅體與碳酸鋰或氫氧化鋰以一定摩爾比干法或濕法混合均勻，于空氣氣氛輥道窯爐煅燒、粉碎得到包覆型三元氧化鎳鈷錳鋰正極材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述鎳鹽、鈷鹽、錳鹽的水溶液的濃度均為2mol/L。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為溶于水的硫酸鹽、氯酸鹽或硝酸鹽。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述稀氨液的濃度為0.5～2mol/L。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述稀氨液的加入量為反應釜內部有效體積的1/4～1/2。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述稀堿液、金屬鹽溶液和濃氨水的加入量按照堿：金屬鹽：NH₃·H₂O的摩爾比為(1.4～2.5)：(1～1.5)：1加入。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述稀堿液的濃度為4～5mol/L；所述濃氨水的濃度為20～22wt％。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的醇溶劑為乙醇或丙醇；所述包覆材料為有機金屬化合物，優選Zr、Nb、Ti或其它能夠溶解在醇溶劑中形成醇溶液的高價態金屬化合物，更優選的包覆材料是正丁醇鋯、正丁醇鈮或正丁醇鈦。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述的醇水混合液中，去離子水與醇溶劑的體積比為1/10～1/15；所述三元氧化鎳鈷錳鋰前驅體或三元鎳鈷錳鋰正極材料中鎳的摩爾含量為50％～60％。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述氧化物包覆型三元鎳鈷錳鋰前驅體和鋰源按鋰離子與金屬離子總量的摩爾比為(1.0～1.12)：1；采用干法混合時，選用高速混合機；采用濕法混合時，在醇溶劑中進行混合，混合后進行烘干；所述煅燒溫度為700～1000℃，煅燒時間為10～30小時。