[发明专利]锂电池三元正极材料配料方法

说明书

本发明提供的一种锂电池三元正极材料配料方法，运用三元前驱体以及其它材料不溶于水，碳酸锂能快速溶于水的原理，快速检测混合料中的碳酸锂含量，通过三点之间的标准差判定混料均匀性，并结合测定值与理论值的偏差和电池容量的关系，指导调控准确配料以获取良好性能的锂电池三元正极材料。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是指一种锂电池三元正极材料配料方法。

背景技术

三元正极材料制备的锂离子电池具有重量轻、体积小、容量大、循环寿命长、无记忆效应等优点，从而被广泛应用到手机、笔记本电脑等移动电子设备，同时也被应用于人造卫星、电动汽车、航天航空等领域。

由于锂离子电池三元正极材料在制备过程中关键工序为混料，三元前驱体和碳酸锂的混合，混料不均匀将影响材料的一致性，在保证混料均匀的情况下，不仅提高了材料的稳定性和高温性能，同时还较大程度的提高了材料的电化学性能，特别是比容量和首次充放电效率有所提高。业内有通过多点测试锂比金属含量值来验证均匀性，测试过程时间长，通常需2小时以上，产线等待时间长，不适合工业化生产。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种改进的锂电池三元正极材料配料方法，可在30分钟内快速出具结果，调控混和均匀性以及确保后续产品性能优良。

本发明提供的技术方案为：一种锂电池三元正极材料配料方法，包括以下步骤：

按预设摩尔比称取碳酸锂和三元前驱体进行充分混合得到预配料，其中所述预设摩尔比为Li与M的摩尔比，M包括Ni、Co、Mn中至少一种，所述三元前驱体为M的氢氧化物，包括Ni(OH)₂、Co(OH)₂、Mn(OH)₂中一种或任意比例的多种；

对所述预配料间隔至少预设距离进行至少三次取样，将每一样品分别溶于纯水，测定出每一样品的碳酸锂含量；

当所有样品测定碳酸锂含量与理论值的差值在±0.15％以内，且所有样品测定碳酸锂含量的标准偏差≤0.001时，将预配料在氧气气氛下煅烧得到锂电池三元正极材料；否则，按照预设规则对预配料进行调整，重复测定直至所有样品测定碳酸锂含量与理论值的差值在±0.15％以内，且所有样品测定碳酸锂含量的标准偏差≤0.001。

进一步的，所述测定的时长为30分钟以内。

进一步的，所述测定的过程包括：

称取第一质量m1的样品置于容器中，并记录质量m1；

向容器中加入第二质量m2的纯水，记录当前质量m2；

将容器密封后搅拌第一时长，然后静置第二时长后将上层清液过滤到滤瓶中至滤液质量达到预设剂量；

移取第三质量m3的滤液，采用甲基橙为指示剂，以一定浓度的盐酸进行滴定直至液体颜色由橙黄色变成橙红色，滴定结束，记录盐酸用量V，根据酸碱中和反应关系获取三元正极材料中碳酸锂含量。

进一步的，根据中和反应关系实际测定的碳酸锂含量R(Li₂CO₃％)的计算式如下，

R(Li₂CO₃％)＝C(HCl)×V(HCl)×73.892×m2/m1/m3/2/1000×100％

其中:

C(HCl)：盐酸标准溶液的浓度；

V(HCl)：消耗盐酸的体积；

m1：固体粉末的质量；

m2：加入纯水的质量；

m3：过滤后滤液的质量；