[發明專利]鎳鈷錳酸鋰正極材料(Ni≥0.8)的制備方法

在審

• 申請號: 201910563940.4
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110589901A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 張中彩;毛秦鐘;王鑫;方明;邱永華;吉同棕;王寅峰;錢志挺;吳海軍
• 申請（專利權）人: 浙江美都海創鋰電科技有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 11531 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李宏偉

本申請涉及鎳鈷錳酸鋰正極材料(Ni≥0.8)的制備方法，包括以下步驟：S1、取鎳鈷錳的三元前驅體、鋰源、添加劑，在高速混合機中進行干法一次混合，得一次混合物料；S2、將一次混合物料轉移到氣氛爐中，在氧氣氣氛中進行一次煅燒，得一次煅燒料；S3、取一次煅燒料，進行粉碎，得一次粉碎料；S4、取一次粉碎料和添加劑在高速混合機中進行干法二次混合，得二次混合料；S5、將二次混合料轉移到氣氛爐中，在氧氣氣氛中進行二次煅燒，得二次煅燒料；S6、取二次煅燒料，依次經粉碎、過篩、除磁，制得鎳鈷錳酸鋰產品。本申請簡化了工藝，減少了成本，提高生產效率、壓實密度、同體積下電池比能量，循環性能明顯優于水洗包覆煅燒工藝。

技術領域

本發明涉及新能源汽車用鋰離子動力電池技術領域，具體涉及鎳鈷錳酸鋰正極材料(Ni≥0.8)的制備方法。

背景技術

正極、負極、隔膜、電解液是動力電池四大主材，三元材料是新能源汽車電池正極材料的主流應用材料，特別是含Ni≥0.8的高鎳三元材料料。例如鎳鈷錳酸鋰就是一種三元材料，鎳鈷錳酸鋰中，相對廉價的鎳和錳取代了鈷酸鋰中三分之二以上的鈷，成本方面優勢非常明顯。

二次顆粒的高鎳正極材料目前常使用在汽車電池中，這種材料主要存在鋰鎳混排程度高、殘堿高、循環性能差、存儲能力差、壓實密度低等問題。目前，行業內普遍采用高溫固相摻雜來降低材料陽離子混排程度，提高晶體層狀結構穩定；通過水洗方式降低殘留表面殘余鋰；再通過包覆改性等手段，減少材料和電解液之間的界面反應，提高材料的循環性能和存儲能力。相應地，常用的高鎳三元材料制備工藝包括以下步驟：采用共沉淀法合成三元鎳鈷錳酸鋰正極材料前驅體，然后依次采用一次混合、煅燒、水洗、二次包覆煅燒等工藝來制備高鎳三元材料。該制備工藝可以降低殘堿，但是其流程復雜、成本較高，同時還會導致材料壓實密度降低、材料循環性能降低等。

名詞解釋：

二次顆粒：是指晶粒團聚后形成的顆粒。

松裝密度：松裝密度是指粉末在規定條件下自由充滿標準容器后所測得的堆積密度，即粉末松散填裝時單位體積的質量。

振實密度：是指將一定量的粉體裝入容器中，在一定條件下規律振動，盡量壓縮顆粒之間的空隙，最終達到顆粒之間的空隙無法在縮小的程度。當容器中粉體體積不再減少，讀出粉體的體積，然后用粉末的重量除以該體積就得到振實后的密度。

發明內容

本發明解決的技術問題是：提供一種鎳鈷錳酸鋰正極材料(Ni≥0.8)的制備方法，以克服現有技術存在的問題。

本發明解決技術問題的具體技術手段是：

鎳鈷錳酸鋰正極材料(Ni≥0.8)的制備方法，包括以下步驟：S1、取鎳鈷錳的三元前驅體、鋰源、添加劑，在高速混合機中進行干法一次混合，得一次混合物料；S2、將一次混合物料轉移到氣氛爐中，在氧氣氣氛中進行一次煅燒，得一次煅燒料；S3、取一次煅燒料，進行粉碎，得一次粉碎料；S4、取一次粉碎料和所述添加劑在高速混合機中進行干法二次混合，得二次混合料；S5、將二次混合料轉移到氣氛爐中，在氧氣氣氛中進行二次煅燒，得二次煅燒料；S6、取二次煅燒料，依次經粉碎、過篩、除磁，制得鎳鈷錳酸鋰產品；所述鎳鈷錳的三元前驅體的通式為Ni_xCo_yMn_z(OH)₂，其中x+y+z＝1，0.8≤x≤1，0≤y≤0.2，0≤z≤0.2。