[发明专利]一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，尤其是涉及一种三元前驱体材料的制备方法。本发明一种改性三元正极材料前驱体的制备方法，包含以下步骤:(1)在具有温度控制的50L合成反应釜中加入充分碱性沉淀剂和络合剂并使溶液的pH值调节稳定在9‑13，同时加入镍离子、锰离子和钴离子的摩尔比为6:2:2的硫酸盐与脱氧剂的混合溶液A，稳定固含量在6‑15 wt%，得浆料;(2)将浆料加入温控反应釜中，加入充分碱性沉淀剂和络合剂并使溶液固含量在20‑40 wt%、pH值调节稳定在9‑13，同时加入镍离子、锰离子和钴离子摩尔比为8:1:1的硫酸盐与脱氧剂的混合溶液B,洗涤沉淀浆料，真空干燥;利用本发明所得正极材料，具有粒度大分布窄、振实密度高、成本低、工艺简单的特点。

技术领域

本发明涉及一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，尤其是涉及一种三元前驱体材料Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂@Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂的制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种代替传统化石能源的新型绿色能源，具有比容量大、工作电压高、循环使用寿命高等优点被广泛用于电子产品、交通工具及航空航天等领域。正极材料是锂离子电池中最关键的组成部分，对锂离子电池的性能和成本有很大的影响。目前市场上的成熟应用的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂及三元材料。其中，钴酸锂、磷酸铁锂及镍钴锰三元系是主流材料。由于钴资源严重稀缺，且钴价市场波动较大，故锂电池行业开始大力发展三元材料，采用相对廉价的镍和锰取代价格相对昂贵的钴，使成本方面明显降低，且结构稳定，安全性能好，比容量大，市场规模前景开阔。

随着目前电动汽车的高速发展，三元材料高镍化势不可挡。但提高镍含量由此带来正极材料的稳定性问题，安全性问题随之而来，大电流充电使电池温度过高引发电池的失效以及自燃等问题越来越受到人们的关注。

行业中三元前驱体制备方法往往采用连续法、半连续法或间歇提浓法制备单一系列的镍钴锰三元前驱体材料，这些方法制备的前驱体往往优点与缺点都很突出。镍钴锰三元材料前驱体中随着镍的相对含量提高可以使放电容量增加，随之损失的是电极材料的安全性和容量保持率。而本发明采取的半连续法进行包覆提浓工艺，制得的三元前驱体材料可以兼顾高镍系容量高与常镍系安全稳定性高、放电容量增加与容量保持率好的优点。并此发明从对生产过程优化，生产工艺的改进入手，不需要更改原有厂房设计方案从而降低生产成本，有利于工业规模化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种粒度分布窄，球形度好，比容量高，能改变现单一的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料循环性能差，单一的LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂材料相对容量较低问题的双层复合三元前驱体材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，包括以下步骤:

（1）用蠕动泵以7- 12ml/min的速度持续加入碱性沉淀剂和络合剂，到带有温控装置的合成反应釜中，并使溶液的pH值调节稳定在9-13，同时将混合溶液A通过蠕动泵以14-24mL/min的速率，搅拌速度一直保持600 - 1000r/min使合成环境在30-75℃条件下进行，稳定溶液固含量在6%-15%经过滤和去离子水洗涤后，得到Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂浆料;