一种高镍前驱体、正极材料及其制备方法与流程
未命名
07-20
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1.本发明属于锂离子电池材料技术领域,具体涉及一种高镍前驱体、正极材料及其制备方法。
背景技术:
2.为缓解石油短缺、减少co2排放量,我国正逐步迈向新能源电器时代。随着新能源汽车的推广和普及,作为其主要动力源的锂离子动力电池也迎来了广阔的发展前景。目前,主要的商用锂离子动力电池正极材料包括镍钴锰三元材料lini
x
coymnz(oh)2(0<x+y《1)及磷酸铁锂材料(lifepo4),因低镍三元材料lini
x
coymnz(oh)2(x<0.6)及lifepo4材料的能量密度偏低(约150-160wh/kg),难以满足电动汽车对续航里程的要求,成为其在动力电池领域发展的主要瓶颈;而高镍三元材料中(lini
x
coymnz(oh)2,x≥0.6)由于ni组分的增加能够赋予材料更多的可逆容量,因此开发性能优良的高镍正极材料成为未来动力锂电池材料的主要发展方向之一。
3.目前,高镍正极材料的生产普遍采用络合共沉淀法制备其多晶球形前驱体,再通过混锂烧结制备相应的正极材料。高镍材料ni组分含量升高虽然提高了可逆容量,但材料的结构稳定性及安全性也随之恶化,在材料制备和循环过程中易于形成不利的li/ni混排相变、表面残碱及晶格异向伸缩/膨胀引起的应力积聚等,进而引发材料循环过充中容量快速衰减、电荷转移阻抗增加、界面副反应加剧及颗粒粉碎严重,给电池的长循环使用带来安全隐患。
4.为了稳定材料结构,行之有效的一个方法就是向材料中引入少量杂质元素对其结构进行稳定强化,例如,常用的掺杂元素包括:mg、al、zr、nb、ta等,其中al作为掺杂元素能够明显改善高镍材料的循环性、倍率性及热稳定性,对表面残碱也具有一定的抑制作用,但大多数研究一般将掺杂元素在前驱体锂化烧结阶段引入,通过固相热扩散的方式将掺杂元素分散在材料晶粒各个位点;由于固相烧结元素扩散效率低,容易引起掺杂元素在材料体相内分布不均,从而造成材料不同位点间电化学行为不一致,掺杂效果较差。
技术实现要素:
5.因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术制备高镍前驱体时,掺杂元素在材料体相内分布不均的缺陷,从而提供一种高镍前驱体、正极材料及其制备方法。
6.为此,本发明提供了以下技术方案。
7.第一方面,本发明提供了一种高镍前驱体的制备方法,包括以下步骤:
8.步骤1、配制含al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂和氨水底液;含al镍钴锰盐溶液中,al/tm原子比为0.001-0.01,tm为镍、钴、锰原子的物质的量之和;
9.步骤2、将氨水底液加入反应釜中,并将氨水底液ph调节至10.7-11.7,将含al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂同时泵入反应釜内,进料过程中进行搅拌,进料结束后继续搅拌反应;
10.步骤3、固液分离,洗涤、干燥后获得高镍前驱体。
11.进一步的,满足以下条件的至少一项:
12.(1)进料过程中,含al镍钴锰盐溶液的进料速度范围为0.5-2.0ml/min;
13.优选为0.5-0.9ml/min;
14.(2)进料过程中,为保证络合作用和沉淀反应协同配合,单位时间内进料的氨水溶液中的nh3与含al镍钴锰盐溶液中tm的摩尔比为1.0-1.4,优选为1.1-1.3。
15.氨水溶液的进料速度根据氨水浓度及nh3:tm进料摩尔比换算。
16.碱液沉淀剂流速用来调节反应釜中料液的ph,使其始终恒定在目标ph。
17.(3)含al镍钴锰盐溶液中,al/tm原子比为0.005-0.01。
18.进一步的,所述含al镍钴锰盐溶液的进料速度为0.8-0.9ml/min或0.5-0.6ml/min。
19.进料过程中,在搅拌下各反应物料充分分散再次相遇进行沉淀结晶反应;为维持体系过饱和度稳定使构晶离子均匀沉积,在此过程中维持反应ph、进料速度、料液温度恒定。
20.反应完成后,采用低浓度碱水及纯水对前驱体沉淀洗涤3-4次,从而将沉淀产物中夹杂的na
+
、nh3、so
42-洗掉,洗涤后的前驱体置于真空干燥箱内在100-120℃烘12-20h获得干燥的高镍前驱体粉末。
21.进一步的,步骤2中满足以下条件的至少一项:
22.(1)将氨水底液加入反应釜后,将所述氨水底液加热至45-60℃;
23.(2)泵入反应釜前对含al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂中的溶解氧进行超声驱散;
24.(3)进料过程中搅拌速度为500-1000rpm;
25.优选地,进料时间控制在10-50h内;
26.(4)进料结束后,继续维持搅拌和加热10-12h,使反应充分进行,晶体生长更加成熟;
27.可选的,进料结束后的搅拌速度调整为100-500rpm。
28.进一步的,所述步骤1满足以下条件中的至少一项:
29.(1)含al镍钴锰盐溶液中tm浓度为1.5-2.5mol/l;
30.配制含al镍钴锰盐溶液包括:取镍、钴、锰、铝可溶性金属盐并用热水快速溶解,得到目标浓度的含al镍钴锰盐溶液;或采用废旧锂离子电池湿法回收得到的含al镍钴锰浸出液,将浸出液中的各金属元素浓度调配至满足材料设计比例后即可作为金属盐原料液,从而实现金属资源再生利用;
31.(2)按ni
x
coymn
1-x-y
(oh)2配制含al镍钴锰盐溶液,其中0.6≤x<1,0<x+y<1;
32.(3)氨水溶液的浓度为4.0-5.6mol/l;
33.(4)碱液沉淀剂的浓度为4.0-8.0mol/l;
34.(5)氨水底液的浓度为1.0-1.4mol/l(初始进入反应釜的底液(即氨水底液)中氨浓度应为进料时氨水溶液被含al镍钴锰盐溶液和碱液沉淀剂并入稀释后的氨浓度。
35.步骤2中,氨水底液的加入量根据搅拌桨距反应釜底位置选择,确保搅拌桨可以打到氨水底液,可选的,氨水底液的加入量为反应釜容积的1/4~1/2;加入氨水底液后,预热
至45-60℃,同时向釜内持续注入保护气体驱赶空气,此时氨水底液ph一般低于反应设定值10.7-11.7,开启碱液泵将氨水底液ph调节至反应设定值。
36.进一步的,满足以下条件中的至少一项:
37.(1)采用可溶性镍、钴、锰、铝的金属盐配制含al镍钴锰盐溶液,金属盐为的盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐或乙酸盐中的一种或多种;
38.(2)碱液沉淀剂选自lioh、naoh、koh中的一种或多种。
39.第二方面,本发明提供了一种上述方法制得的高镍前驱体。
40.第三方面,本发明提供了一种正极材料的制备方法,对上述方法制得的高镍前驱体进行锂化烧结,制得正极材料。
41.可选的,烧结后,将制得的正极材料进行研磨过筛(环境湿度控制在30%以下),然后用真空样品袋密封保存。示例性的,采用200目筛网筛分。
42.进一步的,所述锂化烧结包括:将高镍前驱体与锂源混合后富氧保温烧结;
43.可选的,所述锂源为lioh
·
h2o微米级粉末;
44.示例性的,在管式炉中进行保温烧结;匣钵采用刚玉氧化铝材质。
45.可选的,保温烧结分为两段,第一段为450-550℃预烧4-6h,第二段为700-800℃保温8-16h。第二段保温烧结时ni含量越高温度越低。
46.在一种可能的设计中,烧结过程中,升温速率为3-5℃/min;降温速率为3-5℃/min。
47.第四方面,本发明提供了一种根据上述方法制得的正极材料。
48.本发明技术方案,具有如下优点:
49.1.本发明提供的高镍前驱体的制备方法包括以下步骤:步骤1、配制含al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂和氨水底液;含al镍钴锰盐溶液中,al/tm原子比为0.001-0.01,tm为镍、钴、锰原子的物质的量之和;步骤2、将氨水底液加入反应釜中,并将氨水底液ph调节至10.7-11.7,将含al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂同时泵入反应釜内,进料过程中进行搅拌,进料结束后继续搅拌反应;步骤3、固液分离,洗涤、干燥后获得高镍前驱体。
50.本发明利用al元素与其他元素共沉淀反应原位掺杂,由于al
3+
是均匀迁移到前驱体颗粒内部,从而有效避免了由固相烧结扩散带来的元素分布不均匀型,进而降低由掺杂不均带来的材料充放电过程中晶格收缩/膨胀差异,减少颗粒微裂纹的产生,提升材料的长循环稳定性。
51.本发明为了改善高镍正极材料的结构不稳定性,提升循环性,通过向镍钴锰金属盐溶液中引入适量的杂质al
3+
,使其在镍钴锰共沉淀过程中均匀掺杂进入高镍球形前驱体,锂化烧结后形成al均匀掺杂型的高镍正极材料。al在材料中占据过渡金属位,由于al-o键键能(512kj/mol)高于其他tm-o键(ni-o,391.6kj/mol;co-o,368kj/mol;mn-o,402kj/mol),故al的掺杂对材料体相结构起稳定作用,在长循环过程中能够抑制层状结构的塌陷;
52.本发明含al镍钴锰盐溶液中,al/tm原子比为0.001-0.01。通过控制al的含量,避免其对前驱体颗粒尺寸、均一性的影响,提高前驱体振实密度,从而保证高镍正极材料的能量密度。
53.2.本发明提供的高镍前驱体的制备方法,满足以下条件的至少一项:(1)进料过程
中,含al镍钴锰盐溶液的进料速度范围为0.5-2.0ml/min;优选为0.5-0.9ml/min;(2)进料过程中,氨水溶液中的nh3与含al镍钴锰盐溶液中tm的摩尔比为1.0-1.4;优选为1.1-1.3(3)含al镍钴锰盐溶液中,al/tm原子比为0.005-0.01。
54.本发明在液相中引入铝后,通过控制al/tm原子比、nh3:tm的比值,采用较低的含al镍钴锰盐溶液的进料速度,可以获得颗粒尺寸一致性较好的产物,即前驱体产物的粒径分布较窄。由于al
3+
的溶度积常数k
sp
(~10-33
)远低于ni
2+
、co
2+
、mn
2+
,因此al
3+
的引入能够增大溶液体系的反应过饱和度,使连续进料反应中不断有新的团聚位点形成,从而抑制了一次晶粒及二次颗粒在原有基础上持续生长,最终造成前驱体产物颗粒尺寸收缩、粒度分布不均。但本发明通过降低反应进料速度(尤其是将含al镍钴锰盐溶液的进料速度范围为0.5-0.9ml/min),使单位时间内进入反应体系内的构晶离子数量减少,能够降低反应过饱和度,在一定程度上可以改善因al
3+
引入对前驱体形貌的不利影响,为进一步提升产品的循环寿命和能量密度提供了必要条件。
55.3.本发明提供的高镍前驱体的制备方法,所述含al镍钴锰盐溶液的进料速度控制在0.5~0.6ml/min,可获得更高的循环性能。
56.4.废旧锂电池预处理分选往往无法将al箔与正极材料实现彻底分离从而导致湿法浸出过程得到的镍钴锰金属溶液不可避免的包含杂质al
3+
,本发明中,该杂质al
3+
在一定浓度范围内无需去除,可直接作为掺杂元素对再生正极材料结构进行稳定强化,极大程度地降低了生产成本,实现了金属资源的循环利用。
附图说明
57.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
58.图1为实施例1高镍前驱体样品的sem图片;
59.图2为实施例2高镍前驱体样品的sem图片;
60.图3为实施例3高镍前驱体样品的sem图片;
61.图4为实施例4高镍前驱体样品的sem图片;
62.图5为对比例3高镍前驱体样品的sem图片;
63.图6为对比例4高镍前驱体样品的sem图片;
64.图7为(a)实施例1、(b)实施例2、(c)实施例3、(d)实施例4、(e)对比例3的正极材料样品的sem图片;
65.图8为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1、对比例2的放电容量衰减曲线。
具体实施方式
66.提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明,并不局限于所述最佳实施方式,不对本发明的内容和保护范围构成限制,任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品,均落在本发明的
保护范围之内。
67.实施例中未注明具体实验步骤或条件者,按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
68.实施例1
69.本实施例提供了一种正极材料的制备方法,al/tm原子比=0.005,包括以下步骤:
70.(1)制备高镍前驱体:
71.步骤1、配制含al镍钴锰盐溶液:按元素物质的量比ni:co:mn=0.9:0.05:0.05准确称取可溶性的niso4·
6h2o、coso4·
7h2o及mnso4·
h2o盐置于烧杯中,再加入一定量的al2(so4)3·
18h2o作为al源,加入一定量热纯水搅拌并超声溶解,待冷却至常温后转移至容量瓶中定容获得含al镍钴锰盐溶液,其中,镍钴锰的总金属浓度为2.0mol/l,al/tm的摩尔比为0.005。
72.配制氨水溶液:用移液管准确量取一定体积的浓氨水于容量瓶中,加入纯水定容获得4.8mol/l氨水溶液。
73.配制碱液沉淀剂:称取一定量的naoh于烧杯内,加入冷的纯水并在冷水浴中超声溶解,而后快速转移到容量瓶中定容,获得浓度为8.0mol/l的碱液沉淀剂。
74.配制氨水底液:用移液管准确量取一定体积的浓氨水于容量瓶中,加入纯水定容获得浓度为1.2mol/l的氨水底液,氨水底液体积为1.5l。
75.步骤2、实验开始前先对ph计进行两点校准,将氨水底液加入反应釜中,通过水浴锅向反应釜夹层泵入循环水加热釜内温度,与此同时向釜内持续通入氮气排尽空气(氮气通入液面以下),待釜内温度升至反应温度50℃后,将氨水底液ph调节至11.5。
76.准备工序:通过三台加料泵将三股料液泵至加料口末端后停止(保证三股料液同时进入釜内),设置三台进料泵的流量,其中泵1用来抽送含al镍钴锰盐溶液,其流量控制在0.9ml/min,进料时间为24h左右;泵2、3分别用来抽送氨水溶液和碱液沉淀剂,其流量设定根据泵1含al镍钴锰盐溶液进料速度换算而来,分别为0.45ml/min、0.7ml/min。
77.准备工序完成后,同时开启三台进料泵并开始计时,反应过程中,控制釜内温度为50℃,维持料液ph恒定在11.5,搅拌速度为600rpm;进料过程中需保证nh3:tm摩尔比为1.2。
78.进料结束后,继续维持加热搅拌12h,搅拌速度为600rpm;然后放料收集前驱体料液,前驱体用碱水及纯水洗涤4遍后真空过滤,将滤饼转移至真空干燥箱100℃干燥24h,制得高镍前驱体,研磨后将高镍前驱体装入密封袋干燥保存,其颗粒形貌如图1所示,振实密度为1.93g/cm3。
79.(2)将高镍前驱体进行锂化烧结,制备正极材料:
80.将前驱体与微米级lioh
·
h2o用乙醇作分散剂均匀混合研磨(原子比li:tm=1.04),而后装入匣钵中置于管式炉内通入氧气烧结,升温速率为3℃/min,煅烧分为两段,第一段500℃保温5h,第二段700℃保温12h,而后以5℃/min降温冷却后取出,研磨过200目筛后得到al掺杂的lini
0.9
co
0.05
mn
0.05
o2高镍正极材料(al/tm=0.005),其颗粒形貌如图7(a)所示。
81.实施例2
82.本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,本实施例al/tm原子比=0.01。
83.本实施例制得的高镍前驱体颗粒形貌如图2所示,振实密度为1.87g/cm3。
84.本实施例制得的正极材料形貌如图7(b)所示。
85.实施例3
86.本实施例与实施例2基本相同,不同之处在于,本实施例含al镍钴锰盐溶液的进料速度为0.5ml/min(进料时间相应延长),氨水的进料速度也缩小相应的比例(0.25ml/min)。
87.本实施例制得的高镍前驱体及正极材料形貌分别如图3、图7(c)所示。前驱体振实密度为1.94g/cm3。与实施例2相比,实施例3的样品颗粒尺寸略有增大,颗粒均一性明显提高。
88.实施例4
89.本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例含al镍钴锰盐溶液的进料速度为0.7ml/min,氨水的进料速度也调整相应的比例(0.35ml/min)。
90.本实施例制得的高镍前驱体及正极材料形貌分别如图4、图7(d)所示。前驱体振实密度为1.90g/cm3。与实施例3相比,实施例4的高镍前驱体颗粒尺寸略有下降,尺寸均匀性略下降,但优于实施例2的样品。
91.对比例1
92.本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,未添加al进行掺杂,即al/tm=0。
93.对比例2
94.本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,本对比例中镍钴锰盐溶液中不含铝,在前驱体锂化烧结过程中加入一定量al(oh)3进行铝掺杂,其中原子比al:tm=0.005。
95.对比例3
96.本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,本对比例al/tm原子比=0.02。
97.本对比例制得的高镍前驱体及正极材料形貌分别如图5、图7(e)所示。前驱体振实密度为1.69g/cm3,与实施例1、2相比,本对比例的样品颗粒尺寸进一步减小,颗粒形貌的一致性较差,偏低的振实密度会带来材料能量密度下降,难以满足商业化动力锂离子电池需求。
98.对比例4
99.本对比例与对比例3基本相同,不同之处在于,本对比例含al镍钴锰盐溶液的进料速度为0.5ml/min,氨水的进料速度也缩小相应的比例(~0.25ml/min)。
100.本对比例制得的高镍前驱体颗粒形貌如图6所示,振实密度为1.77g/cm3。
101.试验例
102.将实施例1-4和对比例1、2制备的正极材料与粘结剂pvdf、乙炔黑导电剂按质量比8:1:1混合研磨,然后加入nmp溶剂搅拌混合3h得到正极浆料,将正极浆料均匀涂附于铝箔上90℃烘12h获得正极片,正极片通过冲压机剪切成直径12mm的圆片,采用金属锂片作负极,在氩气手套箱中组装成扣式电池,在蓝电测试系统上进行电池充放电性能测试。
103.测试制度为:在1c(1c=200mah/g)电流密度下,温度25℃、2.8-4.3v电压区间内,充放电循环100圈;测试结果见表1和图8。
104.表1正极材料电性能
[0105][0106]
由表1可知,实施例2相较于实施例1掺al量的增多,促进了材料循环性能。
[0107]
与实施例1、2相比,对比例1的循环性能明显恶化,可见通过本方法向高镍正极材料中掺杂适量的al的确可以改善材料的电化学稳定性。
[0108]
实施例3容量保持率超过100%是由于材料在循环初期尚未活化完全,从而导致初始容量偏低。与实施例2相比,实施例3的进料速度减慢,降低了al
3+
引入带来的过饱和度增加,使前驱体一次晶粒及二次颗粒缓慢生长,球形颗粒更加密实,降低材料与电解液的接触面积,抑制了界面副反应,从而促进了材料循环性能增强。
[0109]
实施例4的进料速度介于实施例2、3之间,制备的前驱体颗粒尺寸和振实密度也介于两者之间,使得材料的循环稳定性也介于二者之间。因此,通过控制进料速度可以调控掺al前驱体的颗粒形貌,进而影响相应的电化学性能。
[0110]
对比例3掺杂的al含量较高,与实施例1、2相比,对比例3的颗粒尺寸缩小及形貌均匀性变差致使其振实密度明显下降,进而影响材料的能量密度等实用性关键参数。
[0111]
对比例4中al含量较高,降低进料速度后前驱体颗粒尺寸有所回升,振实密度较对比例3的产品也有所增大,但相较于实施例1、2仍然较低,难以满足高镍材料对振实密度要求。因此将含al镍钴锰盐溶液中,al/tm原子比限定为0.001-0.01。
[0112]
而对比例2的固相al掺杂产品虽然循环性能也得到了提升,但由于al元素在材料体相内可能存在掺杂不均,造成颗粒表面al含量高而内部al含量较低,从而导致颗粒内部区域缺乏al元素对材料的稳定化作用,故其循环性能提升效果不如原位共沉淀al掺杂明显。
[0113]
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征:
1.一种高镍前驱体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、配制含al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂和氨水底液;含al镍钴锰盐溶液中,al/tm原子比为0.001-0.01,tm为镍、钴、锰原子的物质的量之和;步骤2、将氨水底液加入反应釜中,并将氨水底液ph调节至10.7-11.7,将含al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂同时泵入反应釜内,进料过程中进行搅拌,进料结束后继续搅拌反应;步骤3、固液分离,洗涤、干燥后获得高镍前驱体。2.根据权利要求1所述的高镍前驱体的制备方法,其特征在于,满足以下条件的至少一项:(1)进料过程中,含al镍钴锰盐溶液的进料速度范围为0.5-2.0ml/min;优选为0.5-0.9ml/min;(2)进料过程中,单位时间内进料的氨水溶液中的nh3与含al镍钴锰盐溶液中tm的摩尔比为1.0-1.4,优选为1.1-1.3;(3)含al镍钴锰盐溶液中,al/tm原子比为0.005-0.01。3.根据权利要求1所述的高镍前驱体的制备方法,其特征在于,步骤2中满足以下条件的至少一项:(1)将氨水底液加入反应釜后,将所述氨水底液加热至45-60℃;(2)含al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂泵入反应釜前进行超声;(3)进料过程中搅拌速度为500-1000rpm;(4)进料结束后,继续维持搅拌和加热10-12h。4.根据权利要求3所述的高镍前驱体的制备方法,其特征在于,进料结束后的搅拌速度为100-500rpm。5.根据权利要求1-4任一项所述的高镍前驱体的制备方法,其特征在于,所述步骤1满足以下条件中的至少一项:(1)含al镍钴锰盐溶液中tm浓度为1.5-2.5mol/l;(2)按ni
x
co
y
mn
1-x-y
(oh)2配制含al镍钴锰盐溶液,其中0.6≤x<1,0<x+y<1;(3)氨水溶液的浓度为4.0-5.6mol/l;(4)碱液沉淀剂的浓度为4.0-8.0mol/l;(5)氨水底液的浓度为1.0-1.4mol/l。6.根据权利要求1-4任一项所述的高镍前驱体的制备方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一项:(1)采用可溶性镍、钴、锰、铝的金属盐配制含al镍钴锰盐溶液,金属盐为的盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐或乙酸盐中的一种或多种;(2)碱液沉淀剂选自lioh、naoh、koh中的一种或多种。7.一种权利要求1-6任一项所述的方法制得的高镍前驱体。8.一种正极材料的制备方法,其特征在于,对权利要求1-6任一项所述方法制得的高镍前驱体进行锂化烧结,制得正极材料。9.根据权利要求8所述的正极材料的制备方法,其特征在于,所述锂化烧结包括:将高镍前驱体与锂源混合后富氧保温烧结;
可选的,所述锂源为lioh
·
h2o微米级粉末;可选的,保温烧结分为两段,第一段为450-550℃预烧4-6h,第二段为700-800℃保温8-16h。10.一种根据权利要求8或9制得的正极材料。
技术总结
一种高镍前驱体、正极材料及其制备方法,属于锂离子电池材料技术领域,克服现有技术制备高镍前驱体时,掺杂元素在材料体相内分布不均的缺陷。本发明高镍前驱体的制备方法包括以下步骤:步骤1、配制含Al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂和氨水底液;含Al镍钴锰盐溶液中,Al/TM原子比为0.001-0.01,TM为镍、钴、锰原子的物质的量之和;步骤2、将氨水底液加入反应釜中,并将氨水底液pH调节至10.7-11.7,将含Al镍钴锰盐溶液、氨水溶液、碱液沉淀剂同时泵入反应釜内,进料过程中进行搅拌,进料结束后继续搅拌反应;步骤3、固液分离,洗涤、干燥后获得高镍前驱体。本发明可减少颗粒微裂纹的产生,提升材料的长循环稳定性。提升材料的长循环稳定性。提升材料的长循环稳定性。
技术研发人员:韩宇 尹立坤 杨越 王天宇 刘延超 毕然 周旭艳
受保护的技术使用者:中国长江三峡集团有限公司
技术研发日:2023.02.17
技术公布日:2023/7/19
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