[发明专利]三元前驱体材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种三元前驱体材料的制备方法，包括如下步骤：S1，将镍源、钴源和锰源按照预定的比例称量并溶解于去离子水中形成第一混合溶液；S2，第一混合溶液、第一强碱溶液及络合剂加入到第一反应器中；S3，将在S2中反应得到的所述晶种加入所述第二反应器内，然后再将第二络合剂、第二混合溶液及第二强碱液溶液加入至所述第二反应器内进行充分反应；S4，将S3中充分反应得到的反应产物转移至陈化槽中继续反应，然后其中的沉淀物转移至所述压滤机内进行固液分离，并用去离子水清洗所述沉淀物；S5，将在S4中得到的沉淀物在富氧气氛中烘干得到三元前驱体材料。同时本发明还提供一种三元前驱体材料。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用三元前驱体材料及其制备方法。

背景技术

三元材料为层状镍钴锰复合正极材料，其中主要金属元素为镍、锰、钴金属。与钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂相比，具有成本低、放电容量大、循环性能好、热稳定性好、结构稳定等优点。三元材料通过Ni-Co-MN的协同效应，综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，综合性能优于任一单组合化合物，已成为最具有发展前景的锂离子电池正极材料。

三元前驱体材料为制备三元材料关键原料，三元前驱体材料的物化性能直接影响三元材料电化学性能,直接制约高性能三元材料应用，包括三元前驱体形貌、粒度分布、晶体结构等。目前的三元前驱体材料的生产工艺难以控制其内部结构。目前常规三元前驱体材料制备的三元材料无法满足车载电池指标要求。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种满足车载电池指标要求、结构可控的三元前驱体材料及其制备方法，以及一种三元材料。

一种三元前驱体材料的制备方法，包括如下步骤：

S1，将镍源、钴源和锰源按照预定的比例进行称量并溶解于去离子水中形成第一混合溶液，并且使所述第一混合溶液中的镍离子、钴离子和锰离子的摩尔比为预定的比例；S2，第一混合溶液及第一强碱溶液加入到第一反应器中，然后向其中加入第一络合剂，所述第一混合溶液与第一反应器中的氢氧根离子反应生成晶种；S3，将在S2中反应得到的所述晶种加入第二反应器内，然后再将第二络合剂、由镍源、钴源和锰源溶解于去离子水中形成的第二混合溶液以及第二强碱溶液加入至所述第二反应器内进行充分反应并生成具有沉淀的料浆，控制所述料浆的固含量控制在预定范围之内；S4，将S3中充分反应得到的所述料浆转移至陈化槽中继续反应然后进行固液分离，并用去离子水清洗分离出的沉淀；S5，将在S4中得到的沉淀物在富氧气氛中烘干得到三元前驱体材料。

进一步地，所述第一反应器和所述第二反应器为大循环通量反应釜。

进一步地，在步骤S1中，所述第一络合剂以预定的速度连续加入至第一反应器内，并且连续加入所述第一络合剂的时间介于 1-24小时之间。

进一步地，在步骤S2中，所述第一反应器内的的PH值介于 10.5-12.8之间，并且所述第一反应器内的反应温度介于40-80℃之间。

进一步地，在步骤S2中，所述晶种的粒径介于1-9μm之间。

进一步地，在步骤S3中，所述料浆中的固含量介于700-1600g/L 之间。

进一步地，在步骤S3中，所述第二反应器内的的PH值介于 10.5-12.8之间。

进一步地，在步骤S5中，所述烘干温度介于270-350℃之间，烘干时间介于1-4小时之间。