一种高镍三元材料的包覆方法技术

本发明专利技术公开了一种高镍三元材料的包覆方法，其包括以下步骤：S1、一次烧成：将高镍三元前驱体与氢氧化锂原料按比例混合后，在通氧条件下于750～890摄氏度范围内，保温5～12小时，在通氧条件下降温至400摄氏度以下后，自然准确，粗粉碎后得到一次烧成后的高镍三元材料；S2、包覆工艺：采用超细电解二氧化锰做为包覆剂，将其与步骤S1一次烧成产物充分混合；将混合后的材料在空气氛中于650～750摄氏度下保湿3～5小时，即得成品高镍三元材料。本发明专利技术采用全新的包覆方式，同时做到降低材料表面残碱，抑制高温失氧，从而提高镍钴锰酸锂材料的电化学性能及工艺加工性能。

A Coating Method for High Nickel Ternary Materials

The invention discloses a coating method for high nickel ternary material, which comprises the following steps: S1, primary firing: mixing high nickel ternary precursor with lithium hydroxide raw material in proportion, holding for 5-12 hours in 750-890 degrees Celsius under oxygen condition, cooling under oxygen condition to below 400 degrees Celsius, natural accuracy, and high after crushing, after primary firing. Nickel ternary materials; S2, coating process: using ultrafine electrolytic manganese dioxide as coating agent, it is fully mixed with the first firing product; the mixed materials are moisturized for 3-5 hours at 650-750 degrees Celsius in the air atmosphere, and the finished high nickel ternary materials are obtained. The invention adopts a new coating method, which can reduce the residual alkali on the surface of the material and inhibit high temperature oxygen loss, thereby improving the electrochemical performance and processing performance of the lithium nickel cobalt manganate material.

【技术实现步骤摘要】
一种高镍三元材料的包覆方法
本专利技术涉及一种高镍三元材料的包覆方法。
技术介绍
镍钴锰酸锂材料，业内称三元材料，化学通式LiNixMnyCozO2(x+y+z＝1)做为锂离子电池的正极材料，被大量应用于通讯、电动工具、电动自行车及电动汽车动力电池等领域。对于镍钴锰酸锂材料的生产方法，目前行业内主流的合成方法为高温固相法，既选择锂的氧化物或碳酸物等固态化合物，与镍钴锰的氢氧化物(三元前驱体)混合均匀，通过高温灼烧使其反应生成镍钴锰酸锂材料。镍钴锰酸锂材料LiNixMnyCozO2(x+y+z＝1)中，x的值高于0.6，一般称之为高镍三元材料，而制约高镍三元材料被广泛应用的原因主要有二，一是材料表面残碱高，PH值过高，二是高温反应中容易失氧导致结构不稳定。行业内缓解这两种问题的方法，一般是采用水洗、二次烧结工艺及在烧结反应过程中通入大量氧气从而抑制高温过程中的放氧反应。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高镍三元材料的包覆方法，其采用全新的包覆方式，同时做到降低材料表面残碱，抑制高温失氧，从而提高镍钴锰酸锂材料的电化学性能及工艺加工性能。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术公开了一种高镍三元材料的包覆方法，其包括以下步骤：S1、一次烧成：将高镍三元前驱体与氢氧化锂原料按比例混合后，在通氧条件下于750～890摄氏度范围内，保温5～12小时，在通氧条件下降温至400摄氏度以下后，自然准确，粗粉碎后得到一次烧成后的高镍三元材料；S2、包覆工艺：采用超细电解二氧化锰做为包覆剂，将其与步骤S1一次烧成产物充分混合；将混合后的材料在空气氛中于650～750摄氏度下保湿3～5小时，即得成品高镍三元材料。进一步地，步骤S1中，高镍三元前驱体与氢氧化锂原料的摩尔比为1：1.04～1.06。进一步地，步骤S2中，所述超细电解二氧化锰，其粒度为D50为0.2～1微米.进一步地，步骤S2中，超细电解二氧化锰与步骤S1一次烧成产物按重量比0.001～0.01：1充分混合。本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术能够降低材料PH值及表面残碱。可将材料PH值由原来的12以上降低到11.5-11.8；由于包覆剂EMD颗粒本身PH值为4-6,包覆于材料表面，起到了降低材料PH值的作用；本专利技术能够提高材料的倍率放电性能。可显著提高材料在3-5C倍率下放电平台及倍率放电容量。其原因是EMD与表面残锂反应生成锂锰氧化合物层，该化合物即锂电用正极材料锰酸锂材料，具有电化学活性。本专利技术能够提高材料的循环寿命。由于二氧化锰与氧化锂反应生成锰酸锂的反应为放氧反应，因此有效补充了二次烧成时氧气氛的浓度，保持了高镍材料结构的完整性。使材料循环寿命提高20％以上。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是高镍三元材料烧结反应过程图；图2是细粉EMD粒度分布图；图3成品SEM图；图4是循环对比图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：三元NCM811材料包覆二烧取三元811材料一烧产物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2一份，将其与0.005份(重量比)的细粉EMD材料充分混合；将混合后的材料在空气氛中于700摄氏度下保湿3-5小时，即得成品三元NCM811材料。实施例2：镍钴铝NCA正极材料的包覆二烧取镍钴铝NCA正极材料一烧产物一份，将其与0.005份(重量比)的细粉EMD材料充分混合；将混合后的材料在空气氛中于700摄氏度下保湿3-5小时，即得成品三元NCM811材料。图1是高镍三元材料烧结反应过程图；图2是细粉EMD粒度分布图；图3成品SEM图；图4是循环对比图。参考图1～4，本专利技术具有以下优点：本专利技术能够降低材料PH值及表面残碱。可将材料PH值由原来的12以上降低到11.5-11.8；由于包覆剂EMD颗粒本身PH值为4-6，包覆于材料表面，起到了降低材料PH值的作用；本专利技术能够提高材料的倍率放电性能。可显著提高材料在3-5C倍率下放电平台及倍率放电容量。其原因是EMD与表面残锂反应生成锂锰氧化合物层，该化合物即锂电用正极材料锰酸锂材料，具有电化学活性。本专利技术能够提高材料的循环寿命。由于二氧化锰与氧化锂反应生成锰酸锂的反应为放氧反应，因此有效补充了二次烧成时氧气氛的浓度，保持了高镍材料结构的完整性。使材料循环寿命提高20％以上。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高镍三元材料的包覆方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、一次烧成：将高镍三元前驱体与氢氧化锂原料按比例混合后，在通氧条件下于750～890摄氏度范围内，保温5～12小时，在通氧条件下降温至400摄氏度以下后，自然准确，粗粉碎后得到一次烧成后的高镍三元材料；S2、包覆工艺：采用超细电解二氧化锰做为包覆剂，将其与步骤S1一次烧成产物充分混合；将混合后的材料在空气氛中于650～750摄氏度下保湿3～5小时，即得成品高镍三元材料。

【技术特征摘要】
1.一种高镍三元材料的包覆方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、一次烧成：将高镍三元前驱体与氢氧化锂原料按比例混合后，在通氧条件下于750～890摄氏度范围内，保温5～12小时，在通氧条件下降温至400摄氏度以下后，自然准确，粗粉碎后得到一次烧成后的高镍三元材料；S2、包覆工艺：采用超细电解二氧化锰做为包覆剂，将其与步骤S1一次烧成产物充分混合；将混合后的材料在空气氛中于650～750摄氏度下保湿3～5小时，即得成品高镍三元...

【专利技术属性】
技术研发人员：马岩华，杨红艳，钱飞鹏，赵春阳，李佳军，邓亚烽，陆科炯，
申请(专利权)人：无锡晶石新型能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32