The invention discloses a preparation method of ternary cathode material for large-size single crystal lithium ion battery. Firstly, the ternary precursor Ni1_x_yCoxMy(OH)2 with D50 of 3_5um was prepared by coprecipitation method; the precursor prepared by coprecipitation was mixed with lithium source evenly by wet method and dried; finally, the mixture dried by precursor and lithium source was put into the rotary furnace, oxygen was supplied, and the mixture was sintered at high temperature as the rotary furnace was agitated and turned over. Birth reaction. This dynamic sintering enables the mixture to fully contact with oxygen, reduces oxygen vacancies, and improves the crystallinity of the final sintered material LiNi1_x_yCoxMyO2. Furthermore, recrystallization occurs under dynamic environment and high temperature conditions, which restrains the agglomeration of particles and makes the primary particles uniformly dispersed, thus producing large size single crystal ternary cathode materials.
【技术实现步骤摘要】
一种大粒度单晶锂离子电池三元正极材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池材料领域,尤其涉及锂离子电池三元正极材料制备方法。
技术介绍
近几年来,新能源汽车的快速崛起带动了动力电池的发展,并对电池提出了更为苛刻的要求,在满足安全及高循环性能的同时,还必须具备高的能量密度,以此满足电动车的续航能力。在锂离子电池中,较负极材料,正极材料因低的克容量及压实密度成为制约锂离子电池高能量密度的主要因素。锂离子三元正极材料,尤其是高镍材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2及LiNi0.8Co0.15Al0.05O2因克容量大备受研究者青睐,但大部分制备的三元正极材料均为由一次颗粒团聚而成的二次类球型颗粒。在此结构中,存在着以下几处不足,第一:一次颗粒之间存在较多的间隙,不仅降低了材料的压实密度,而且使得材料比表面积增加,较多的颗粒与电解液接触,增大副反应的数量;第二:由一次颗粒团聚而成的二次类球形材料在极片制作过程中,对辊时,类球体易被压碎;第三:在电池经过多次循环后,团聚成的类球体容易粉化。针对此类问题,研究者制备出了单晶锂离子三元正极材料,2015年公开的CN104979546A单晶形貌的锂离子电池三元正极材料的制备方法中通过加入助溶剂及高温煅烧获得单晶锂离子电池三元正极材料,但此过程需要助溶剂的加入,并需要多次900-1000℃的高温烧结,所得单晶材料粒度较小,最大粒径约1μm。2017年公开的CN107293744A单晶三元正极材料的制备,此方法需要改性剂的加入,同样需要1000℃左右的高温烧结,并且通过此方法制备单晶三元材料,颗粒之间易发生团聚。专利技术内 ...
【技术保护点】
1.一种大粒度单晶锂离子电池三元正极材料的制备方法,其分子式为LiNi1‑x‑yCoxMyO2,其特征在于,具体采用以下步骤:采用共沉淀法,首先将镍盐、钴盐与锰盐或铝盐按照Ni:Co:M = 1‑x‑y:x:y的摩尔比配成金属盐混合溶液;配制氢氧化钠溶液;配制氨水溶液;通过蠕动泵将配制的金属盐混合溶液、氢氧化钠溶液及氨水按一定流量同时加入反应釜中,充分搅拌,反应整个过程在惰性气氛中进行,最后将制备的沉淀过滤洗涤,干燥,最终获得由一次颗粒团聚成的球形或类球形三元前驱体Ni1‑x‑yCoxMy(OH)2,其粒度D50在3‑5μm;将共沉淀制备的三元前驱体Ni1‑x‑yCoxMy(OH)2、锂源、去离子水搅拌混合,然后微波干燥;将步骤(2)中干燥后的混合料投入旋转式烧结炉中,旋转式烧结炉的前端通氧气,后端排废气,混合料在旋转炉中一边随旋转炉的转动被搅动翻转,一边被高温烧结,发生反应。
【技术特征摘要】
1.一种大粒度单晶锂离子电池三元正极材料的制备方法,其分子式为LiNi1-x-yCoxMyO2,其特征在于,具体采用以下步骤:采用共沉淀法,首先将镍盐、钴盐与锰盐或铝盐按照Ni:Co:M=1-x-y:x:y的摩尔比配成金属盐混合溶液;配制氢氧化钠溶液;配制氨水溶液;通过蠕动泵将配制的金属盐混合溶液、氢氧化钠溶液及氨水按一定流量同时加入反应釜中,充分搅拌,反应整个过程在惰性气氛中进行,最后将制备的沉淀过滤洗涤,干燥,最终获得由一次颗粒团聚成的球形或类球形三元前驱体Ni1-x-yCoxMy(OH)2,其粒度D50在3-5μm;将共沉淀制备的三元前驱体Ni1-x-yCoxMy(OH)2、锂源、去离子水搅拌混合,然后微波干燥;将步骤(2)中干燥后的混合料投入旋转式烧结炉中,旋转式烧结炉的前端通氧气,后端排废气,混合料在旋转炉中一边随旋转炉的转动被搅动翻转,一边被高温烧结,发生反应。2.根据权利要求1所述大粒度单晶锂离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所制备的三元前驱体Ni1-x-yCoxMy(OH)2,其中:0.1≤x≤0.3,0<y≤0.3,M为Al、Mn元素中的一种或两种。3.根据权利要求1所述大粒度单晶锂离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中锂源为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中的一种或几种,并且锂源中锂离子...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏东,孟博,
申请(专利权)人:山东精工电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。