[發(fā)明專利]一種新型小顆粒三元前驅(qū)體及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110976635.5
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113683129B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱用;袁超群;褚鳳輝;王梁梁;李加闖;賀建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南通金通儲能動力新材料有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡;陳昊宇

一種新型小顆粒三元前驅(qū)體及其制備方法，三元前驅(qū)體為Nisubgt;x/subgt;Cosubgt;y/subgt;Mnsubgt;z/subgt;(OH)subgt;2/subgt;，0.50≤x＜0.98，0＜y＜0.50，0.01＜z＜0.50，且x+y+z=1。制備方法包括：一、配制Ni、Co、Mn金屬液；配制氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為沉淀劑；配制氨水溶液作為絡合劑；二、向合成釜中加入氧化鋁顆粒作為晶種，加入沉淀劑、純水和絡合劑配成底液，控制底液pH值為11.00~11.60，溫度40~60℃；底液中的氧化鋁顆粒為0.2~1.2g/L；三、將金屬液、沉淀劑及絡合劑分別以200~800?mL/min的流速持續(xù)加入到合成釜中進行共沉淀，生長到目標粒度時停止進液；然后調(diào)節(jié)溫度到70~80℃，控制pH保持12.50~13.50進行陳化，陳化3~4h獲得共沉淀產(chǎn)物；四、將共沉淀產(chǎn)物經(jīng)過壓濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。本發(fā)明通過制備出內(nèi)部中空的三元正極材料能夠緩解充放電產(chǎn)生的體積膨脹，從而提高電化學性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型小顆粒三元前驅(qū)體及其制備方法。

背景技術(shù)

新能源汽車的快速發(fā)展帶動了鋰離子電池正極材料的需求量的飛速增長，特別是功率型的正極材料。在眾多的正極材料中，三元材料因其價格低廉，性能穩(wěn)定，被稱為是鋰電池的首選材料，特別是功率型三元正極材料。

三元正極材料雖然有著諸多優(yōu)勢，但是其依然存在一些缺陷有待解決。比如，三元正極材料在充放電的過程中容易產(chǎn)生較大的體積變化，引起材料內(nèi)部的一次粒子粉碎溶解，進而導致容量的快速衰減，特別是在大電流充放電的條件下。為了改善三元正極材料的電化學性能，制備出內(nèi)部中空的三元前驅(qū)體不僅能夠有效地緩解充放電過程中發(fā)生的體積變化，還能增大與電解液的接觸面積，提高鋰離子的傳輸效率，改善倍率性能。

因此，如何制備出內(nèi)部中空的三元前驅(qū)體以有效解決上述問題便成為本發(fā)明所要研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型小顆粒三元前驅(qū)體及其制備方法。

為達到上述目的，本發(fā)明于產(chǎn)品層面采用的技術(shù)方案是：

一種新型小顆粒三元前驅(qū)體，化學式為Ni_xCo_yMn_z(OH)₂，其中，0.50≤x＜0.98，0＜y＜0.50，0.01＜z＜0.50，且x+y+z=1。

上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：

1．上述方案中，D50為3~5um，振實密度為1.45~1.95g/cm³，比表面積為10~25m²/g。

為達到上述目的，本發(fā)明于方法層面采用的技術(shù)方案是：

一種新型小顆粒三元前驅(qū)體的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、配制Ni、Co、Mn金屬液；

配制氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為沉淀劑；

配制氨水溶液作為絡合劑；

步驟二、向封閉的合成釜中加入氧化鋁顆粒作為晶種，加入所述沉淀劑、純水和所述絡合劑配成底液，通過沉淀劑控制底液的pH值為11.00~11.60，溫度維持在40~60℃；所述底液中的氧化鋁顆粒為0.2~1.2g/L；

步驟三、保持合成釜攪拌開啟，將步驟一中的所述金屬液、所述沉淀劑以及所述絡合劑分別以200~800?mL/min的流速持續(xù)加入到所述合成釜中進行共沉淀反應，待生長到目標粒度時停止進液；

然后，調(diào)節(jié)合成釜的溫度到70~80℃，并通過所述沉淀劑控制pH保持12.50~13.50進行陳化，陳化3~4h獲得共沉淀產(chǎn)物；