[发明专利]具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料、制备方法及应用

说明书

一种具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料的制备方法，包括以下步骤：提供镍钴锰酸锂烧结料，所述镍钴锰酸锂烧结料包括金属杂质；提供金属氯化物溶液，向所述金属氯化物溶液中加入氨水，使得所述金属氯化物溶液中的金属氯化物与所述氨水发生络合反应形成碱性刻蚀液；以及混合所述镍钴锰酸锂烧结料及所述碱性刻蚀液，使得所述碱性刻蚀液对所述镍钴锰酸锂烧结料中的金属杂质进行蚀刻，得到所述具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料。本发明还提供一种具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料及锂离子电池。本发明所提供的制备方法简单、易操作，不仅能够去除磁性杂质，还能去除非磁性杂质。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，尤其涉及一种具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料、制备方法及应用。

背景技术

锂离子电池电极材料在制备过程中由于金属设备磨损和原材料等带入金属杂质，这些金属杂质主要成分是铜、铁、铬、锌，它们在充电过程中会溶解，然后形成单质，单质铜、铁、铬、锌的晶核较大，特别晶体的生长很快，所以容易在负极形成枝晶，枝晶很容易刺破隔膜，造成电池内部短路，导致电池自放电、甚至起火、爆炸。因此，锂离子电池电极材料的产品质量特别是金属杂质的控制是提高锂离子电池安全性能的关键。目前常用的除金属杂质的方法为使用电磁除磁设备，原理是通过对磁性体励磁除磁性异物设备将粉体材料或者液体中具有磁性的金属杂质吸附，然后对磁性体进行消磁，将磁性异物从磁性体上冲洗排出磁性异物。另外，磁性体的材质主要为不锈钢材料，在处理物料的过程中，随着物料性质的改变，长期使用可能会对设备材质造成腐蚀，很难保证物料的除磁性金属杂质效果；其次，电磁除磁设备工作过程中发热量大、能耗较高，在选型时因为部分物料特性受到限制；最后，通过电磁除磁设备无法有效去除不具磁性或磁性较低的金属杂质。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种制备方法简单的具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料的制备方法。

另，还有必要提供一种具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料。

另，还有必要提供一种锂离子电池。

一种具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料的制备方法，包括以下步骤：

提供镍钴锰酸锂烧结料，所述镍钴锰酸锂烧结料包括金属杂质；

提供金属氯化物溶液，向所述金属氯化物溶液中加入氨水，使得所述金属氯化物溶液中的金属氯化物与所述氨水发生络合反应形成碱性刻蚀液；以及

混合所述镍钴锰酸锂烧结料及所述碱性刻蚀液，使得所述碱性刻蚀液对所述镍钴锰酸锂烧结料中的金属杂质进行蚀刻，得到所述具有痕量金属杂质的镍钴锰酸锂材料。

进一步地，所述金属氯化物的化学式为MCl_d，其中，M包括铜、铁、铬以及锌中至少一种，2≤d≤3；所述金属氯化物溶液中所述金属氯化物的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。

进一步地，所述碱性刻蚀液包括M(NH₃)_2dCl_d，所述M(NH₃)_2dCl_d的摩尔量大于或等于所述金属杂质的摩尔量。

进一步地，所述碱性刻蚀液的pH为9～12。

进一步地，所述金属杂质包括过渡金属，所述金属氯化物中的金属离子与所述过渡金属属于同一种元素。

进一步地，所述金属杂质包括铜、铁、铬以及锌中的至少一种。

进一步地，所述镍钴锰酸锂烧结料的化学式为Li_zNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中1≤z≤1.05，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1。