[發(fā)明專利]一種摻雜鈦酸鋰的鎳錳酸鋰三元正極材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111180723A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 武雪峰;楊龍奎;邢紅霞;成信剛
• 申請（專利權）人: 北方奧鈦納米技術有限公司;銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/052
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

1.一種摻雜鈦酸鋰的鎳錳酸鋰三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括：

步驟S1，將鎳錳酸鋰和鈦酸鋰進行濕磨、第三噴霧干燥，得到混合粒子；以及

步驟S2，將所述混合粒子進行第三焙燒，得到所述三元正極材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括鎳錳酸鋰的制備過程，所述鎳錳酸鋰的制備過程包括：

步驟A，將氫氧化鎳、錳源與鋰源分散在水中，形成第一分散液；

步驟B，對所述第一分散液進行第一噴霧干燥、第一焙燒，得到鎳錳酸鋰。

3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟A通過第一攪拌將所述氫氧化鎳、所述錳源與所述鋰源分散在水中，優(yōu)選第一攪拌速度為1300～1450rpm、第一攪拌時間為3～8h。

4.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述第一分散液中鋰的摩爾量與鎳錳總摩爾量之比為1～2:1，鎳與錳的摩爾比為9～1：1，優(yōu)選所述第一分散液中所述氫氧化鎳和所述錳源的總重量含量為15％～35％，優(yōu)選所述鋰源為氫氧化鋰或碳酸鋰，優(yōu)選所述錳源為二氧化錳、碳酸錳或氫氧化錳。

5.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B包括：

對所述第一分散液進行第一噴霧干燥，得到粒徑為1～20μm的第一一次粒子，優(yōu)選采用蠕動泵將所述第一分散液輸送至噴霧干燥設備中進行所述第一噴霧干燥，優(yōu)選所述第一噴霧干燥的氣流量為4～6m³/h，出口溫度100～105℃；

對所述第一一次粒子在空氣或富氧氣氛中進行第一焙燒，得到所述鎳錳酸鋰，優(yōu)選所述第一焙燒包括：

將所述第一一次粒子以1～5℃/min的速度升溫至500～600℃后保溫6～10h；然后繼續(xù)以1～5℃/min的速度升溫至800～950℃后保溫10～16h。

6.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

將所述鎳錳酸鋰和所述鈦酸鋰以1：99～3:97的重量比混合形成干混物；

將所述干混物配制成質(zhì)量濃度為15～50％的第三水分散液進行濕磨，所述濕磨所用的球磨機為耐馳球磨機，所用的球磨介質(zhì)為氧化鋯鋯球，球料比為3～1:1，氧化鋯球的直徑為3～5mm，消耗能量為3～5KWh；

對濕磨后的第三水分散液進行第三噴霧干燥，得到1～20μm混合粒子，優(yōu)選所述第三噴霧干燥的氣流量為4～6m³/h，出口溫度100～105℃。

7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

對所述混合粒子在空氣或富氧氣氛中進行第三焙燒，得到所述三元正極材料，優(yōu)選所述第三焙燒包括：將所述混合粒子以1～5℃/min的速度升溫至400～500℃后保溫2～6h；然后繼續(xù)以1～5℃/min的速度升溫至700～800℃后保溫4～12h。

8.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2還包括對所述三元正極材料進行粉碎，得到粒徑在3～15μm的三元正極材料。

9.一種摻雜鈦酸鋰的鎳錳酸鋰三元正極材料，其特征在于，所述三元正極材料根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的制備方法制備而成。

10.根據(jù)權利要求9所述的三元正極材料，其特征在于，所述三元正極材料的振實密度為2.0～2.3g/cm³、比表面積為0.2～2m²/g。