[發(fā)明專利]半定型正極材料前驅(qū)體的制備方法及制得的正極材料前驅(qū)體、正極材料、鋰離子電池和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811295743.0
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109449435A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭江峰;楊娟;張晨;唐攀
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東佳納能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/50
• 分類號: H01M4/50;H01M4/52;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李進(jìn)

1.一種半定型正極材料前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

向含有底液的反應(yīng)裝置中通入保護(hù)氣體，然后先并流加入混合鹽溶液和絡(luò)合劑溶液，再加入沉淀劑溶液混合反應(yīng)，得到半定型正極材料前驅(qū)體；

其中，底液包括水、堿金屬氫氧化物和分散劑；通入保護(hù)氣體時，在反應(yīng)裝置底部和溢流口處均獨(dú)立地通入保護(hù)氣體；

反應(yīng)參數(shù)包括：pH值為10.0-12.0，溫度為30-60℃，混合速度為200-600r/min，進(jìn)料總量為100-500L/h以及游離氫氧根離子的濃度為5-15g/L。

2.按照權(quán)利要求1所述的半定型正極材料前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，沿所述反應(yīng)裝置軸向，所述混合鹽溶液的進(jìn)料位置位于反應(yīng)裝置中部，所述沉淀劑溶液和所述絡(luò)合劑溶液的進(jìn)料位置均獨(dú)立地位于反應(yīng)裝置底部；沿所述反應(yīng)裝置徑向，所述絡(luò)合劑溶液的進(jìn)料位置位于所述混合鹽溶液的進(jìn)料位置和所述沉淀劑溶液的進(jìn)料位置之間。

3.按照權(quán)利要求1所述的半定型正極材料前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，底液中所述堿金屬氫氧化物包括氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種；

優(yōu)選地，所述分散劑包括硫酸鈉、硫酸銨、聚乙二醇或谷氨酸鈉中的一種或幾種；

優(yōu)選地，所述底液的體積占所述反應(yīng)裝置體積的1/3-1/2，所述底液中堿金屬氫氧化物濃度為3-4g/L，所述底液中分散劑濃度為0.003-0.01g/L。

4.按照權(quán)利要求1所述的半定型正極材料前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，反應(yīng)參數(shù)包括：pH值為10.0-11.0，溫度為40-60℃，混合速度為200-600r/min，進(jìn)料總量為100-500L/h以及游離氫氧根離子的濃度為5-10g/L；

優(yōu)選地，反應(yīng)參數(shù)包括：pH值為10.5，溫度為58℃，混合速度為200r/min，進(jìn)料總量為500L/h以及游離氫氧根離子的濃度為7.5g/L。

5.按照權(quán)利要求1-4任一項所述的半定型正極材料前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，所述混合鹽溶液包括鎳鈷錳混合鹽溶液；優(yōu)選地，包括鎳鈷錳的氯化鹽、硫酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽中的一種或幾種；優(yōu)選地，鎳鈷錳混合鹽溶液的摩爾濃度為1.0-2.5mol/L；

優(yōu)選地，沉淀劑包括可溶性氫氧化物、可溶性碳酸鹽或可溶性草酸鹽中的一種或幾種；優(yōu)選地，沉淀劑溶液的摩爾濃度為5-15mol/L；

優(yōu)選地，絡(luò)合劑包括氯化銨、氟化銨、碳酸銨、硝酸銨、硫酸銨、醋酸銨、EDTA、檸檬酸銨、乙二胺、乙酸、氟化鈉、酒石酸、馬來酸、琥珀酸、檸檬酸或丙二酸中的一種或幾種；優(yōu)選地，絡(luò)合劑溶液的摩爾濃度為8-15mol/L；

所述保護(hù)氣體包括N₂、Ar或CO₂中的一種或幾種。

6.按照權(quán)利要求1-4任一項所述的半定型正極材料前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)向反應(yīng)釜內(nèi)加入底液，底液包括水、堿金屬氫氧化物和分散劑，底液的體積占反應(yīng)釜體積的1/3-1/2，底液中堿金屬氫氧化物濃度為3-4g/L，分散劑濃度為0.003-0.01g/L；然后向反應(yīng)釜底部和溢流口處獨(dú)立地通入保護(hù)氣體；

(b)在保護(hù)氣氛下先并流加入混合鹽溶液和絡(luò)合劑溶液，再加入沉淀劑溶液混合反應(yīng)，混合鹽溶液的摩爾濃度為1.0-2.5mol/L，絡(luò)合劑溶液的摩爾濃度為8-15mol/L，沉淀劑溶液的摩爾濃度為5-15mol/L；進(jìn)料方式包括：沿反應(yīng)釜軸向，混合鹽溶液的進(jìn)料位置位于反應(yīng)釜中部，沉淀劑溶液和絡(luò)合劑溶液的進(jìn)料位置均獨(dú)立地位于反應(yīng)釜底部；沿反應(yīng)釜徑向，絡(luò)合劑溶液的進(jìn)料位置位于混合鹽溶液的進(jìn)料位置和沉淀劑溶液的進(jìn)料位置之間；

(c)控制反應(yīng)參數(shù)：pH值為10.0-12.0，溫度為30-60℃，混合速度為200-600r/min，進(jìn)料總量為100-500L/h以及游離氫氧根離子的濃度為5-15g/L，通過液相共沉淀法造粒，得到1-1.5μm顆粒，再在1-1.5μm顆粒上進(jìn)行團(tuán)聚融合生長，粒度分布達(dá)到3.5-4μm后進(jìn)行分離和烘烤，得到半定型正極材料前驅(qū)體。