[發明專利]三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體及其制備方法

在審

• 申請號: 201811288082.9
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109360963A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 閆東偉;趙宜男;吳志堅;谷豐宏;馮一濤
• 申請（專利權）人: 圣戈萊（北京）科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/60
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• 代理人: 暫無信息

1.一種三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體的制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

(1)前驅體的制備：采用改進的化學共沉淀法制備三元正極材料前驅體，制得一次顆粒具有納米疊片結構，二次顆粒為納米疊片狀結構緊密疊成的微米顆粒，D50大小在6-8μm之間。

(2)混料：將適量的步驟(1)制備的前驅體與助熔劑，利用高速混料機進行充分混合。然后再加入相應量的鋰源，利用高速混料機進一步的充分混合，得到均勻的混合物。

(3)高溫煅燒處理：將步驟(2)制備的混合物分裝入坩堝或匣缽中，然后轉入高溫燒結爐，分步燒結：第一步，以一定的升溫速率升溫至500-740℃，保持4-10小時；第二步，在以一定的升溫速率升溫至750-1000℃之間，保溫10-20小時。然后經過自然冷卻、破碎、篩分后，即得到三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體。

2.根據權利要求1所述一種三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體的制備方法，步驟(1)所述前驅體的制備方法中，作為一種優選實施方式，其特征在于：將可溶性鎳鹽、鈷鹽、錳鹽按一定比例溶液純水中，配制成混合金屬鹽溶液，金屬陽離子總濃度為0.5mol/L-3.0mol/L，優選的，金屬陽離子濃度為1mol/L-2.0mol/L；稱取適量的沉淀劑，溶于純水中，配制成濃度為1.1mol/L～6.2mol/L的沉淀劑溶液，優選的，沉淀劑溶液的濃度2.2mol/L～4.2mol/L；利用氨水作為絡合劑，取適量的濃氨水，加入適量的純水，配置成4-12mol/L的氨水溶液；將上述三種溶液泵入反應釜中，進行化學共沉淀反應。

3.根據權利要求1-2所述的一種三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述前驅體的制備方法中，作為一種優選的實施方式，其特征在于：所述可溶性鎳鹽、鈷鹽、錳鹽分別為鎳、鈷、錳三種金屬所對應的硝酸鹽、乙酸鹽、氯化鹽和硫酸鹽中的一種或多種；所述沉淀劑為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀的一種或多種。

4.根據權利要求1-3所述的一種三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述前驅體的制備方法中，作為一種優選實施方式，其特征在于：所述化學共沉淀反應溫度為40～60℃，反應體系的pH值控制在9-12之間；更優選的，反應體系的pH值控制在10-11.5之間。

5.根據權利要求1-4所述的一種三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體的制備方法，步驟(1)所述前驅體的制備方法中，作為一種優選實施方式，其特征在于：所述共沉淀反應中，攪拌方式采用槳葉下壓式攪拌，反應物在反應釜中的停留時間不超過10個小時。

6.根據權利要求1-5所述的一種三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體的制備方法，步驟(2)所述混料方法中，作為一種優選實施方式，其特征在于：將適量的前驅體與助熔劑在高速混料機中，充分混合；更優選的，所述助熔劑用量不多于所述前驅體質量的1wt％。

7.根據權利要求1-6所述的一種三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體的制備方法，步驟(2)所述混料方法中，作為一種優選實施方式，其特征在于：所述助熔劑選自四氟化鋯、二氟化鎂、三氟化鋁、氧化硼、硼酸、偏硼酸鋰、硼酸鋰中的一種或多種。

8.根據權利要求1-7所述的一種三元正極材料微米級片狀單晶結構團聚體的制備方法，步驟(2)所述混料方法中，作為一種優選實施方式，其特征在于：所述鋰鹽選自碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰或草酸鋰中的一種或多種；所述前驅體中過渡金屬離子與鋰鹽中鋰離子摩爾比為1:(1.02-1.15)，更優選的，所述前驅體中過渡金屬離子與鋰鹽中鋰離子摩爾比為1:(1.03-1.08)。