[發明專利]一種單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料及其低溫燒結制備方法

在審

• 申請號: 201911144733.1
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN111129448A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 方明;毛秦鐘;施翼杰;王寅峰;吉同棕;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: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

1.一種低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、取鋰鹽、D50為2.5～5.5um的NCM三元前驅體作為原料，采用干法混料的方式混合均勻，在氧氣氣氛的體積濃度為50～99.9％的條件下，進行第一次燒結，燒結溫度為870℃～920℃；

S2、將第一次燒結后的產物依次進行第一次粉碎、第一次過篩，得到一燒基材；

S3、將所述一燒基材與納米包覆劑進行混合，在氧氣氣氛的體積濃度為50～99.9％的條件下，進行第二次燒結，再依次進行破碎、第二次過篩，得到產品；

在所述NCM三元前驅體和所述鋰鹽的混合物中，Li/(Ni+Co+Mn)的摩爾比為1.02～1.2，所述納米包覆劑為含金屬元素的氧化物、氫氧化物中的一種或多種的混合物。

2.根據權利要求1中所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于：步驟S1中，所述原料還包括納米助熔劑，所述納米助熔劑為含金屬元素的氟化物、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽和堿式碳酸鹽中的一種或多種的混合物，所述納米助熔劑中所含的金屬元素為Na、K、Al、Zr、Ba、Mg、Ca、Ti、V、Sr、Y中的一種或多種，所述納米助熔劑中的金屬元素占比所述NCM三元前驅體中金屬元素重量的0.1～1.0wt％。

3.根據權利要求1中所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于：步驟S1中，所述納米包覆劑中所含的金屬元素為B、Al、Ba、Zr、Mg、Ca、Ti、Si、V、Sc、Nb、Ta、Y中的一種或多種，所述納米包覆劑中金屬元素占比一燒基材總重量的0.1～0.5wt％。

4.根據權利要求1中所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于：步驟S1中，所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、硫酸鋰、氯化鋰中的一種或多種的混合物。

5.根據權利要求1中所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于：步驟S1中，所述NCM三元前驅體的D50為3.5～4.5um、BET比表面積小于5m²/g、松裝密度大于1.2g/cm³、振實密度大于2.0g/cm³。

6.根據權利要求1中所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于：步驟S1的所述干法混料中，混料時間為0.5～8h，混料頻率為30～150Hz。

7.根據權利要求1中所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于：步驟S1中，所述第一次燒結的升溫速率為2～10℃/min、保溫時間為8～20h。

8.根據權利要求1中所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于：步驟S2中，所述第一次粉碎為顎破、或對輥破碎，第一次粉碎的進氣壓力0.2～2MPa，顎破、對輥夾縫間距為0.1～0.5mm，氣流粉碎頻率為20～50Hz，分級頻率為20～200Hz，所述第一次過篩的篩網目數大于400目；步驟S3中，所述破碎為顎破、或對輥破碎，顎破、對輥夾縫間距為0.1～0.5mm，所述第二次過篩的篩網目數為400目。

9.根據權利要求1中所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法，其特征在于：步驟S3中，所述第二次燒結的升溫速率為5～10℃/min、燒結溫度為300～800℃、保溫時間為8～20h。

10.一種單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料，其特征在于：采用如權利要求1～9中的任一項所述的低溫燒結制備單晶型鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的方法制得。