[發明專利]一種鋰離子電池正極材料前軀體及其制備方法

有效

• 申請號: 202010800024.0
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111933926B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 李曉祥;裴曉東;駱艷華;鮑維東;劉晨;佘世杰;張倩倩
• 申請（專利權）人: 中鋼集團南京新材料研究院有限公司;中鋼天源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美

1.一種鋰離子電池正極材料前軀體，其特征在于，所述鋰離子電池材料前驅體從外層到內層依次為aNi_0.2Co_0.2Mn_0.2Mg_0.2Ti_0.2O_1.2-bNi_xCo_yMn_zO-cNi_0.2Co_0.2Mn_0.2Mg_0.2Ti_0.2O_1.2；其中：x+y+z=1，x≥0.6；a+b+c=1，b：（a+c）=7～9：1～3，c：a=4～20：1。

2.一種如權利要求1所述鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）按一定比例配制可溶性鎳鹽、可溶性鈷鹽、可溶性錳鹽透明溶液于容器a中，配制等摩爾量的可溶性鎳鹽、可溶性鈷鹽、可溶性錳鹽、可溶性鎂鹽、可溶性鈦鹽透明溶液于容器b中；

（2）容器b溶液、氨水、堿液加入反應器中攪拌反應，控制反應pH不變，容器b溶液加入5%～25%，停止加料，并加入谷氨酸和通入N₂，繼續攪拌半個小時；

（3）將容器a溶液、氨水、堿液加入到步驟（2）中反應器中，繼續通入N₂，控制反應pH不變，直到容器a加完，繼續攪拌1～3h；

（4）將容器b剩余溶液、氨水、堿液加入到上述反應器中，控制反應pH不變，料加完后攪拌陳化1～4h，洗滌、干燥，脫水得到產品。

3.根據權利要求2所述的鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述可溶性鎳鹽、可溶性鈷鹽、可溶性錳鹽透明溶液于容器a，其中可溶性鎳鹽：可溶性鈷鹽+可溶性錳鹽的摩爾比=6～9：4～1。

4.根據權利要求2所述的鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，所述容器a中三種鹽總摩爾濃度1～6 mol/L；所述容器b中五種鹽總摩爾濃度1～6mol/L；

所述容器a中三種鹽總摩爾量：容器b中五種鹽總摩爾量=7～9：3～1；

所述可溶性鎳鹽、可溶性鈷鹽、可溶性錳鹽、可溶性鎂鹽均為+2價相對應的電池級硫酸鹽或硝酸鹽，可溶性鈦鹽為硫酸氧鈦或硝酸鈦。

5.根據權利要求2所述的鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述pH為11.0～12.5；

所述谷氨酸加入量為可溶性鎳鹽、可溶性鈷鹽、可溶性錳鹽加入摩爾總量的1～5%。

6.根據權利要求2所述的鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，步驟（2）和步驟（3）N₂通入速度一樣，即每分鐘通入氣體體積為0.4～2個反應器容積。

7.根據權利要求2所述的鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，步驟（2）和步驟（3）和步驟（4）氨水濃度為1～6mol/L；氨水的總摩爾量為總鹽摩爾量的0.2～0.8倍；

所述堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中至少一種，濃度為2～10 mol/L。

8.根據權利要求2所述的鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，步驟（2）和步驟（3）和步驟（4）反應溫度一樣，為40～90℃。

9.根據權利要求2所述的鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，步驟（3）所述pH為10.5～11.5。

10.根據權利要求2所述的鋰離子電池正極材料前軀體的制備方法，其特征在于，步驟（4）所述pH為10.5～11.5；所述干燥的溫度100℃；所述脫水的溫度600～1000℃。