[發(fā)明專利]一種高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011588056.5 | 申請日： | 2020-12-29 |
| 公開（公告）號： | CN112678884A | 公開（公告）日： | 2021-04-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳瑞達(dá);呂菲;徐寧;吳孟濤;張玉偉;付佳莉;于利梅 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津巴莫科技有限責(zé)任公司 |
| 主分類號： | C01G53/00 | 分類號： | C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 300348 天津市濱海新區(qū)*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 容量 穩(wěn)定性 高鎳單晶 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
(1)將前驅(qū)體、鋰源與添加劑加入混合溶液中，攪拌后得到均勻的混合物；
(2)將所述的混合物在氧氣氣氛中進(jìn)行多段燒結(jié)，得到固體料塊；
(3)將所述的固體料塊進(jìn)行鄂破、對輥得到物料顆粒，然后進(jìn)行破碎得到一次燒結(jié)過程料；
(4)將所述的一次燒結(jié)過程料水洗、烘干、過篩，然后與所述的添加劑混合、焙燒后得到所述的高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料；
所述的步驟(2)中的多段燒結(jié)步驟的具體步驟為：將所述的混合物置于氣體流量為600Nm3/h、氧含量為27-99.99％的氣氛中，在反應(yīng)溫度分別為200-300℃、300-400℃、400-500℃、500-600℃與600-700℃的溫度段內(nèi)分步進(jìn)行焙燒，當(dāng)溫度低于500度時，反應(yīng)時間為1-3h，當(dāng)溫度高于600度時，反應(yīng)時間為4-6h，當(dāng)溫度在700-1000℃內(nèi)選擇1個反應(yīng)溫度作為燒結(jié)溫度，反應(yīng)10-24h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中的前驅(qū)體、鋰源與添加劑的質(zhì)量比為1：0.8-1.8：0.002-0.008；所述的步驟(1)中的混合溶液為乙醇與水的組合，乙醇與水的體積比為＝0-1：1；所述的步驟(1)中的前驅(qū)體、鋰源與添加劑的質(zhì)量之和與混合溶液的質(zhì)量比為50-80％:1；所述的步驟(1)中的攪拌步驟具體為：攪拌的次數(shù)為1-5次，單次攪拌的時間為0.1-3h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中的前驅(qū)體、鋰源與添加劑的質(zhì)量比為1：1.025：0.005；所述的步驟(1)中的混合溶液為乙醇與水的組合，乙醇與水的體積比為＝0.75：1；所述的步驟(1)中的前驅(qū)體、鋰源與添加劑的質(zhì)量之和與混合溶液的固液比為80％:1；所述的步驟(1)中的攪拌步驟具體為：攪拌的次數(shù)為3次，單次攪拌的時間為0.5h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中的前驅(qū)體為鎳鈷錳氫氧化物，分子式為(NixCoyMnzD1-x-y-z)OH，x＝80-96mol％，y＝1-5mol％，z＝1-5mol％，D為鐵、鈉或鎂元素中的至少一種；所述的步驟(1)中的鋰源為氫氧化鋰或碳酸鋰中的至少一種；優(yōu)選的，所述的x＝92mol％，y＝4mol％，z＝4mol％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中的添加劑的摻雜元素為硼、磷、氟、硫、鈦或鋯中的至少一種；所述的添加劑為磷酸鹽、硫酸鹽、硫化物、氧化物中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(2)中的多段燒結(jié)步驟中將混合物置于耐高溫匣缽中，裝填厚度為1-10cm；所述的步驟(2)中的固體料塊的粒度為Dv0＝0.5-2.0μm，Dv50＝2.5-4.0μm，Dv100＝6.0-35.0μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(3)中的鄂破步驟采用鄂破機；所述的步驟(4)中的水洗步驟中一次燒結(jié)過程料與水的固液比為20-80％：1，時間為1-10min；所述的步驟(4)中的烘干步驟為在惰性氣體保護(hù)氣或真空環(huán)境下烘干1-12h；所述的步驟(4)中的過篩步驟的篩網(wǎng)的粒徑為200-400目；所述的步驟(4)中的焙燒步驟為在170-350℃下焙燒3-12h；優(yōu)選的，所述的步驟(4)中的水洗步驟中一次燒結(jié)過程料與水的固液比為50％：1，時間為2min；所述的步驟(4)中的烘干步驟為在真空環(huán)境下烘干2h；所述的步驟(4)中的焙燒步驟為在300℃下焙燒8h。
8.一種高容量高穩(wěn)定性高鎳單晶材料，其特征在于：所述的材料由權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法制得。
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