[發明專利]一種高鎳三元前驅體、正極材料以及制備方法

在審

• 申請號: 202011186637.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112250091A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 張寶;王振宇
• 申請（專利權）人: 浙江帕瓦新能源股份有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01G53/00;C01G53/06;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳;肖小龍

1.一種高鎳三元前驅體，其特征在于，其為Li₂CO₃/NiCO₃/NCM多層核殼結構，最內層為半徑約400~600 nm的Li₂CO₃核，第二層為厚度約為400~600 nm的NiCO₃層，第三層為厚度約為2.5~3.5μm的Ni_xCo_yMn_z(OH)₂層，其中x≥0.7，x+y+z=1；一次顆粒呈細長針狀或薄片狀。

2.一種制備如權利要求1所述的高鎳三元前驅體的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將納米級Li₂CO₃作為一次晶種加入晶種反應器中，再加入可溶性Ni鹽，反應一段時間后，用微孔過濾器過濾，得到Li₂CO₃/NiCO₃二次晶種；

（2）將可溶性Ni鹽、Co鹽、Mn鹽按照一定摩爾比例混合溶解，得到混合鹽溶液；

（3）在一定的溫度和轉速下，向反應釜中加入熱水，持續加入一定濃度的絡合劑和沉淀劑，維持反應釜內的氨濃度和溶液pH；

（4）將Li₂CO₃/NiCO₃二次晶種和混合鹽溶液同時加入反應釜中，進行共沉淀反應；

（5）反應停止后，將產物進行過濾、洗滌、干燥，得到多層核殼結構的高鎳三元前驅體Li₂CO₃/NiCO₃/NCM。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（1）中納米Li₂CO₃的粒徑為500~600nm，用量為50~80g/L。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（1）中所用Ni鹽為NiSO₄?6H₂O、Ni(NO₃)₂?6H₂O、NiCl₂?6H₂O、Ni(CH₃COO)₂?4H₂O中的至少一種。

5.如權利要求2或4所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，可溶性Ni鹽的加入量按Ni計算，Ni與Li₂CO₃的摩爾比為0.8~1.2。

6.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（1）中所制得的Li₂CO₃/NiCO₃二次晶種粒徑為1~2 μm。

7.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（2）中的混合鹽總量為120±5 g/L；步驟（3）中的絡合劑為氨水、碳酸氫銨中的至少一種，其濃度為7.5~10 mol/L，反應釜內氨濃度為8.0~8.5 g/L；步驟（3）中沉淀劑為氫氧化鈉、碳酸鈉中的一種，其濃度為8~12 mol/L，反應釜內溶液pH為11.50~11.80；步驟（4）中混合鹽溶液的流速為20~40 L/h，加入二次晶種的流速為6.5~10 mL/min。

8.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟（5）中所制得的三元前驅體平均粒徑D50為3.7~4.3 μm。