[發明專利]一種微球LNCM811正極材料的制備方法

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• 申請號: 201811413200.4
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN111217404A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 啟東茂材實業有限公司
• 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

本發明公開了一種微球LNCM811正極材料的制備方法，步驟如下：將NiSO₄·6H₂O、CoSO₄·7H₂O和MnSO₄·5H₂O溶于去離子水中，倒入反應器中，保持反應器溫度為44?46℃，加入氨水并反應40?50min，并用分液器將NaOH滴加到混合液中，保持混合液的pH值為10.8?11.2，將沉淀物過濾并清洗，干燥；將制得的干燥沉淀產物與LiOH·H₂O充分混合，置于管式爐中高溫煅燒，隨爐冷卻后即得。該方法簡便、易操作，成功制備了微米橢球形三元高鎳LNCM811正極材料，具有較高的放電容量和首周庫侖效率，及良好的循環性能。

技術領域

本發明涉及一種微球LNCM811正極材料的制備方法。

背景技術

隨著新能源電動汽車的快速發展，人們對鋰離子動力電池的安全性、能量與功率密度、循環性能、成本和環境友好等方面提出了更高的要求。現有的傳統正極材料的比容量，已經不能滿足動力電池日益增長的高比能量和高比功率需求。1999年首次出現的LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂（0x0.5，0y0.5）鎳鈷錳三元過渡金屬復合氧化物由于綜合了LiNiO₂的高比容量、LiCoO₂優越的循環性能和LiMnO₂的高安全性及低成本等優點受到研究者的廣泛關注。目前新能源電動汽車主要使用低鎳的三元材料LiNi_xMn_xCo_1-2xO₂（如333、442），因較低的Ni含量降低了Li/Ni混排，較高的Mn含量使得結構更加穩固，從而晶體結構比較完整，具有好的循環性能和安全性能，已獲得應用。但隨著國家對新能源汽車扶持政策，電動汽車對能量密度的要求越來越高，而高比容量的高鎳材料LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂（簡稱LNCM811）在三元材料中越來越受到重視。

然而高鎳LNCM811由于Ni2+的半徑（0.069nm）和Li⁺的半徑（0.076nm）接近，合成過程中它們極易占據對方的位置，導致陽離子出現混排效應，造成首周庫倫效率低，一般都小于90%；高溫循環時，由于會產生不穩定的、與電解液發生反應的Ni⁴⁺，導致其容量迅速衰減；富鎳材料在空氣中容易吸水，緩慢生成Li₂CO₃，表面會發生物理和化學吸附形成Li₂O和LiOH，導致表面pH值高，易于與有機電解液發生副反應；此外還存在壓實密度小、制備工藝苛刻等問題。針對以上問題，目前廣泛采用2種方式對高鎳LNCM811進行改性。一是雜原子摻雜改性，抑制Li/Ni的陽離子混排，有助于減少首次不可逆容量，同時提高材料的結構穩定性，如Mg、Na等離子摻雜。

然而作為新能源汽車的鋰動力電池正極材料不僅要具有高比能量而且必需具有高溫（≥55℃）安全性能，而電解液添加劑是改善鋰離子電池循環性和安全性的最經濟有效的方法之一。最近的研究表明亞硫酸基團的硫代有機添加劑在鋰離子電池長循環壽命、降低阻抗等方面表現出一定潛力。因此，全面理解三元高鎳LNCM811電極材料在改性電解液中電化學性能及其在循環過程中的電子、離子的傳輸特性以及電極界面電荷傳遞等動力學過程是必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微球LNCM811正極材料的制備方法。

本發明通過下面技術方案實現：