[發明專利]NCM613單晶型正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010864676.0
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111952581A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 熊奇;孫杰;梅京;郝長旺;程歡
• 申請（專利權）人: 湖北融通高科先進材料有限公司
• 主分類號: H01M4/50
• 分類號: H01M4/50;H01M4/52;H01M10/0525;C30B29/22;C30B1/10
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政

本發明涉及正極材料制備技術領域，公開了一種NCM613單晶型正極材料及其制備方法。該方法包括以下步驟：(1)將原料中的部分氫氧化鋰、前驅體Ni_0.6Co_0.1Mn_0.3(OH)₂、添加劑加和剩余氫氧化鋰依次加入混料機中，然后進行混料，得到混合料；(2)將混合料放入匣缽中，并進行切塊，然后將匣缽轉移至燒結爐中進行第一次燒結；(3)將第一次燒結得到的物料進行破碎，接著與包覆劑進行混合，然后轉移至燒結爐中進行第二次燒結。其中，前驅體Ni_0.6Co_0.1Mn_0.3(OH)₂與氫氧化鋰的摩爾比為1：(1.05?1.1)。該方法可以制得低鈷型高放電比容量，且循環性能優異的NCM613單晶正極材料。

技術領域

本發明涉及正極材料制備技術領域，具體涉及一種NCM613單晶型正極材料及其制備方法。

背景技術

隨著中國快速發展的經濟和信息時代對電池新材料需求的增加，中國電池新材料市場將不斷擴大。鎳鈷錳三元材料與鈷酸鋰，磷酸鐵鋰，錳酸鋰等商業化的正極材料相比，它具有最高的克容量，較好的倍率性能和高低溫穩定性，憑借著電壓穩定、容量高、振實密度較大、能量密度大等綜合優點，逐年擴大在電池正極材料的市場份額，并得到了廣泛的應用。同時，根據三元材料特點及優勢進行市場細分，可以滿足不同用途的市場細分的客戶要求。

目前市面已成熟化使用的三元材料有5系、6系三元材料，但由于現有的制備工藝均需含有較高含量的鈷含量，鈷是三元鋰電池中重要的正極材料之一，但資源稀缺，自2017年以來價格不斷攀升鈷價昂貴導致材料成本居高不下，制約了三元材料的市場擴張。一方面是鈷價不斷上漲，另一方面是補貼漸退，三元鋰電池正極材料“高鎳低鈷”成為必然的發展趨勢，因此有必要在此基礎上做出改進，提供一種低鈷單晶型6系正極材料的制備方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的制備工藝均需含有較高的鈷含量的問題，提供一種NCM613單晶型正極材料及其制備方法。該方法可以制得同時滿足優異電化學性能和較低鈷含量的NCM613單晶型正極材料。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種NCM613單晶型正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)按配比稱取原料，將所述原料中的部分氫氧化鋰、前驅體Ni_0.6Co_0.1Mn_0.3(OH)₂、添加劑加和剩余氫氧化鋰依次加入混料機中，然后進行混料，得到混合料；

(2)將步驟(1)所得混合料放入匣缽中，并進行切塊，然后將匣缽轉移至燒結爐中進行第一次燒結；

(3)將步驟(2)中第一次燒結得到的物料進行破碎，接著與包覆劑進行混合，然后轉移至燒結爐中進行第二次燒結；

其中，所述原料中的前驅體Ni_0.6Co_0.1Mn_0.3(OH)₂與氫氧化鋰的摩爾比為1：(1.05-1.1)。

優選地，在步驟(1)中，所述混料的具體過程包括：依次在150rpm、300rpm、450rpm、600rpm和800rpm的轉速下進行混合，混合時間分別為5min、5min、5min、5min和20min。

優選地，在步驟(1)中，所述前驅體Ni_0.6Co_0.1Mn_0.3(OH)₂的Dmin≥1.2μm，S含量≤300ppm。

優選地，在步驟(2)中，所述第一次燒結為三個階段的連續燒結；