[发明专利]一种中高镍三元材料制备方法

说明书

本发明提供了一种中高镍三元材料制备方法，具体包括如下步骤：(1)将镍盐和金属盐溶液按照摩尔比x:y的比例在密闭的高混机中混合，其中，x+y＝1，0.5≤x1；所述金属盐为钴盐、锰盐和铝盐中的任意两种的任意摩尔比；然后同时加入氨水和氢氧化钠，至溶液的pH为11‑13，升温进行反应；在常温下进行固液分离，得到固体状态的前驱体A；(2)将前驱体A与锂盐、双氧水同时加入高混机中，在室温下混合，前驱体A和锂盐的质量比为(1～1.1):1，得到预氧处理材料；(3)将预氧处理材料放入烧结炉中，通入氧气，进行煅烧，得到中高镍三元材料；操作步骤简单、制备的三元材料结构更完整、循环性能稳定。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及到一种中高镍三元材料制备方法。

背景技术

近年来电动汽车的应用迎来了爆发式的增长，但是目前的电动汽车尚未能满足普通民众最关心的需求—续航里程和市场价格，最根本的原因在于动力电池的性能有限而且成本居高不下。一方面，动力电池制造厂商需要不断改进电芯制备技术，从而提升电芯能量密度并降低成本；另一方面，目前动力电池中应用最广泛的锂离子电池采用的材料体系依然存在实际放电比容量不够大、使用寿命不够长、热稳定性不是很好等问题，其中正极材料是影响其性能的主要因素。

正极材料相比于负极材料比容量较低，限制了锂离子电池的整体性能，因而提高其比容量以及循环寿命成为提高锂离子电池性能的关键。三元正极材料因其较高的比容量，已经成为产学研界的研究焦点，近年来的研究中镍含量不断被提高以获得更高的比容量，但同时也继承了镍酸锂的一些缺点，如合成过程中易偏离计量比、循环过程中容易向尖晶石结构转变等，导致中高镍三元材料的循环性能、安全性能及储存性能较差，阻碍了中高镍三元材料在动力电池领域的大规模应用。目前提高中高镍三元材料循环稳定性常用的两种策略是表面包覆改性工艺和元素掺杂改性工艺，这两种工艺均不能很好的解决中高镍材料结构不稳定的问题，并且生产工艺比较复杂。

专利CN 106207154 A公开了一种正极材料制备方法、正极材料及电池，将前驱体与双氧水等氧化溶液混合，搅拌，使其发生氧化反应，得到改性前驱体，将锂源与改性前驱体混合，在含氧气氛下烧结，得到正极材料；根据本领域公知常识可知，该专利是利用双氧水将前驱体中的氢氧化物转化为羟基氧化物即为改性前驱体，羟基氧化物与锂源反应得到正极材料，需要对前驱体进行改性，反应步骤复杂，产物结构和性能不稳定。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种中高镍三元材料制备方法，通过将前驱体和锂盐混合，同时加入双氧水，充分混合后，进行煅烧制备得到中高镍三元材料，操作步骤简单、三元材料结构更完整、循环性能稳定。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种中高镍三元材料制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将镍盐和金属盐溶液按照摩尔比x:y的比例在密闭的高混机中混合，得到混合盐溶液，其中，x+y＝1，0.5≤x1；所述金属盐为钴盐、锰盐和铝盐中的任意两种的任意摩尔比；然后向混合盐溶液中同时加入络合剂氨水和沉淀剂氢氧化钠，至溶液的pH为11-13，得到共沉淀混合溶液，升温至50-90℃进行反应，反应时间为10～60min，得到共沉淀物；将共沉淀物采用离心机在常温下进行固液分离，离心机的转速为9000-11000rmp/min，得到固体状态的前驱体A；

(2)将前驱体A与锂盐、双氧水同时加入密闭的高混机中，在室温下进行混合，前驱体A和锂盐的质量比为(1～1.1)：1，混合的时间为10～60min，混合的转速为10-35Hz，得到充分混匀的预氧处理材料；

(3)将预氧处理材料放入烧结炉中，通入氧气，加热到600-900℃，进行煅烧，煅烧时间为10～20h，得到中高镍三元材料。

进一步地，所述混合盐溶液为镍盐、钴盐和锰盐的溶液进行混合，或者镍盐、钴盐和铝盐的溶液进行混合。