[發(fā)明專利]一種單晶型高鎳三元正極材料的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811383215.0 | 申請日： | 2018-11-20 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111200129B | 公開（公告）日： | 2021-03-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 不公告發(fā)明人 | 申請（專利權(quán)）人： | 蘇州拉瓦鋰能源科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/505 | 分類號(hào)： | H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01G53/00 |
| 代理公司： | 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103 | 代理人： | 范晴 |
| 地址： | 215011 江蘇省蘇州*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 單晶型高鎳 三元 正極 材料 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種單晶型高鎳三元正極材料的制備方法，將鎳鈷錳氫氧化物前驅(qū)體或者鎳鈷鋁氫氧化物前驅(qū)體與兩種或兩種以上熔融的無機(jī)鹽按一定的化學(xué)計(jì)量比配比混合均勻，放入坩堝中，以預(yù)設(shè)的升溫速率，加熱至一定溫度并保持一段時(shí)間，自然冷卻至室溫；將得到的混合物用去離子水洗滌多次，于100?120℃真空干燥數(shù)小時(shí)，然后放入坩堝中，以預(yù)設(shè)的升溫速率，加熱至一定溫度并保持一段時(shí)間，自然冷卻至室溫，得到單晶型高鎳三元正極材料。本發(fā)明采用兩種或兩種以上混合熔鹽的方式，有效降低了熔鹽的熔化溫度，使單晶型高鎳三元正極材料能夠在熔鹽中形成，同時(shí)抑制了鋰鎳混排現(xiàn)象，且制備得到的單晶型高鎳三元正極材料中鎳含量不小于80％。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料的制備方法，具體涉及一種單晶高鎳三元正極材料的制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池作為一種重要的儲(chǔ)能設(shè)備已廣泛應(yīng)用于手機(jī)電腦等電子產(chǎn)品。傳統(tǒng)的鋰離子電池主要選用鈷酸鋰作為正極材料，但由于鈷酸鋰價(jià)格昂貴，能量密度較低等原因，因此迫切需要尋找一種高能量密度的正極材料。
目前研究較多的正極材料主要有層狀結(jié)構(gòu)的三元正極材料，富鋰錳基材料，錳酸鋰以及磷酸鐵鋰等，其中，鎳鈷錳酸鋰三元正極材料由于其高的能量密度受到了人們的青睞，特別是高鎳三元材料，但是鎳鈷錳酸鋰正極材料面臨結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，高電壓循環(huán)過程中容量快速衰減等問題，因而限制了其在商業(yè)中的應(yīng)用。
針對于鎳鈷錳酸鋰材料所面臨的問題，目前主要有兩種辦法進(jìn)行改進(jìn)，即離子摻雜和表面包覆。離子摻雜作為一種有效的手段可以提高主體材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，特別是在高電壓下，少量的惰性離子摻雜可以起到穩(wěn)定鎳鈷錳酸鋰材料層狀結(jié)構(gòu)的目的，因而可以提高此類材料在高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的離子摻雜往往通過溶膠凝膠或者共沉淀的方法實(shí)現(xiàn)，這兩種方法操作繁瑣，價(jià)格昂貴。表面包覆通過固相法實(shí)現(xiàn)，該方法需在高溫下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間長，能耗大、易形成雜相和電化學(xué)性能不穩(wěn)定等特點(diǎn)。單晶相比多晶結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，循環(huán)性能和安全性能均有所提升，因而將三元材料做成大顆粒單晶是另一種改進(jìn)三元材料的方法，而目前采用前驅(qū)體法制備單晶型鎳鈷錳酸鋰的溫度至少在900℃以上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種單晶型高鎳三元正極材料的制備方法，發(fā)明人在分析鎳鈷錳(鋁)酸鋰正極材料制備工藝后，創(chuàng)造性的通過采用兩種或兩種以上混合熔鹽的方式，并合理調(diào)整物料配比，將反應(yīng)體系溫度控制在合適范圍，有效降低了熔鹽的熔化溫度，抑制了鋰鎳混排現(xiàn)象，獲得了鎳含量高的單晶型高鎳三元正極材料。
一種單晶型高鎳三元正極材料的制備方法，包括以下步驟：
選擇鎳鈷錳氫氧化物前驅(qū)體或者鎳鈷鋁氫氧化物前驅(qū)體作為反應(yīng)前驅(qū)體；
選取兩種以上熔融的無機(jī)鹽作為混合熔鹽；
將反應(yīng)前驅(qū)體、鋰鹽、混合熔鹽按摩爾比為1.0:1.1:x混合均勻，放入坩堝中，以2-10℃/min的升溫速率，加熱至650-800℃并保持2-30小時(shí)，自然冷卻至室溫，其中0x6；
將冷卻后的混合物用去離子水洗滌多次，于100-120℃真空干燥數(shù)小時(shí)，然后放入坩堝中，以2-10℃/min的升溫速率加熱至650-800℃并保持2-10小時(shí)，自然冷卻至室溫，得到單晶型高鎳三元正極材料。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，鎳鈷錳氫氧化物前驅(qū)體的化學(xué)式為NixCoyMnz(OH)2，其中0.8≤x1，0y≤0.1，0z≤0.1，且x+y+z＝1；鎳鈷鋁氫氧化物前驅(qū)體的化學(xué)式為NiuCovAlw(OH)2u+2v+3w，其中0.8≤u1，0v≤0.1，0w≤0.1，且u+v+w＝1。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于蘇州拉瓦鋰能源科技有限公司，未經(jīng)蘇州拉瓦鋰能源科技有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201811383215.0/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
