一种高镍、长循环单晶锂离子电池正极材料制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高镍、长循环单晶NCM锂离子电池正极材料的制备方法，其包括以下步骤：(1)将可溶性镍盐、钴盐、锰盐、碱金属氢氧化物与氨水混合，并流进反应釜中进行恒温共沉淀，得到高镍NCM三元前驱体材料；(2)采用湿法高速混料的方式，将高镍NCM三元前驱体、氢氧化锂、添加剂A混合均匀，烘干；在富氧的气氛下进行一次烧结，得到球形高镍NCM三元正极材料；(3)破碎、粉碎、过筛，得到高镍NCM三元正极材料；(4)将上述高镍NCM三元正极材料与包覆剂B，进行湿法混合烘干；在富氧的气氛二次烧结，破碎、粉碎、过筛，得到高镍单晶NCM锂离子电池正极材料。本发明专利技术制备的正极材料，具有高容量、循环性能好，压实密度高等优点。

A preparation method of high nickel and long cycle single crystal lithium ion battery cathode material

The invention relates to a preparation method of high nickel, long cycle single crystal NCM lithium-ion battery positive material, which comprises the following steps: (1) mixing soluble nickel salt, cobalt salt, manganese salt, alkali metal hydroxide with ammonia water, flowing into a reaction kettle for constant temperature co precipitation to obtain high nickel NCM ternary precursor material; (2) adopting the method of wet high-speed mixing, high nickel NCM ternary precursor material is obtained , lithium hydroxide and additive A are mixed evenly and dried; the spherical high nickel NCM three-way positive material is obtained by one-time sintering in oxygen enriched atmosphere; (3) the high nickel NCM three-way positive material is obtained by crushing, crushing and sieving; (4) the high nickel NCM three-way positive material is wet mixed and dried with coating agent B; the high nickel NCM three-way positive material is obtained by two-time sintering, crushing, sieving in oxygen enriched atmosphere To high nickel single crystal NCM lithium ion battery cathode material. The positive electrode material prepared by the invention has the advantages of high capacity, good cycling performance and high compaction density.

【技术实现步骤摘要】
一种高镍、长循环单晶锂离子电池正极材料制备方法
本专利技术涉及新能源汽车用锂离子动力电池
，具体涉及一种高镍单晶锂离子电池正极材料的制备方法。
技术介绍
锂离子动力电池是新能源汽车发展核心技术环节，其中正极材料的优劣更是制约动力电池发展的重中之重。随着电动汽车续航里程的增加以及国家补贴的逐渐降低，对动力电池的能量密度要求也越来越高。如今，高克容量、高电压、长循环、低成本正极材料是动力电池市场的需求。正极材料也从最初的NCM111向NCM523、NCM622，以及NCM811、NCA方向发展。提高正极材料中镍含量，同时降低钴含量，能够在提高材料克容量同时降低原材料成本，因此，高镍材料是提升正极产品附加值的关键，也是国内外各大企业竞争的高地。但是，常规二次颗粒的高镍正极材料存在诸多问题，如：(1)由于二次颗粒以团聚体的形式存在，堆积密度较低，导致压实密度较低；(2)在较高的压实下，二次球形颗粒会破碎，使材料的比表面积增大，副反应加剧，造成电化学性能下降；(3)在高电压充放电过程中，二次球形颗粒材料晶体结构容易坍塌，且容易产气等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高镍、长循环单晶锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将可溶性镍盐、钴盐、锰盐、碱金属氢氧化物与氨水混合，并流进入带有底液和保护气体的反应釜中进行恒温共沉淀，充分反应后对溢出料进行固液分离、陈化、离心、干燥得到球形高镍NCM三元前驱体材料；/n(2)采用湿法高速混料的方式，将高镍NCM三元前驱体、氢氧化锂、添加剂A混合均匀；然后，采用动态旋转干燥的方式对浆料进行烘干；在富氧的气氛条件下，将烘干后的粉末进行一次烧结；/n(3)将步骤(2)得到球形高镍NCM三元正极材料进行破碎、粉碎、过筛，得到弥散分布、无定形态的高镍NCM三元正极材料；/n(4)将上述高镍NCM...

【技术特征摘要】
1.一种高镍、长循环单晶锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将可溶性镍盐、钴盐、锰盐、碱金属氢氧化物与氨水混合，并流进入带有底液和保护气体的反应釜中进行恒温共沉淀，充分反应后对溢出料进行固液分离、陈化、离心、干燥得到球形高镍NCM三元前驱体材料；
(2)采用湿法高速混料的方式，将高镍NCM三元前驱体、氢氧化锂、添加剂A混合均匀；然后，采用动态旋转干燥的方式对浆料进行烘干；在富氧的气氛条件下，将烘干后的粉末进行一次烧结；
(3)将步骤(2)得到球形高镍NCM三元正极材料进行破碎、粉碎、过筛，得到弥散分布、无定形态的高镍NCM三元正极材料；
(4)将上述高镍NCM三元正极材料与包覆剂B，进行湿法混合后，在真空条件下，采用动态旋转干燥的方式对浆料进行烘干，烘干结束在富氧的气氛条件下进行二次烧结、破碎、粉碎、过筛，得到高镍单晶NCM锂离子电池正极材料。


2.根据权利要求1中所述的一种高镍、长循环单晶锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中共沉淀反应条件，如下：溶剂中可溶性镍离子：钴离子：锰离子的摩尔比＝x：y：z；其中x+y+z＝1，0.6<x<1，0<y<0.5，0<z<0.5；
混合溶剂中镍离子、钴离子、锰离子的总浓度为0.5～2.0mol/L，
气氛：氮气或惰性气体，
搅拌速度：500～2000r/min；反应温度：30～80℃，
碱金属氢氧化物：NaOH；PH值：10～12，
氨水浓度：0.1～0.6mol/L，
陈化时间：10～48h，
获得球形高镍三元前驱体NixCoyMnz(OH)2的平均粒径D50：3～5μm；比表面积BET：>20m2/g；松装密度：>1.0g/cm2，振实密度：>1.5g/cm2。


3.根据权利要求1中所述的一种高镍、长循环单晶锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，
①配料Li/Me(Ni+Co+Mn)摩尔比：1.02～1.1；
②氧化物添加剂中金属元素A占比前驱体总金属元素重量：0.1～1wt％；
氧化物添加剂可选：Al2O3、ZrO、MgO、CaO、TiO2、SiO2、V2O5、Sc2O3、Nb2O5、Ta2O5、Y2O3中的一种或几种；
③湿法混料的液体介质为水、酒精、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇、异丙醇、丙烯酰胺的一种或几种；
其中固/液质量比：1～5。


4.根据权利要求1中所述的一种高镍、长循环单晶锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，混料设备可选用高速球磨机、高速混合机、犁刀式混合机中的一种，混料时间2～8h，混料频率30～150Hz；动态干燥设备使用犁刀真空干燥机或双锥真空干燥机，干燥温度为100～150℃，干燥时间：8～24h；烧结反应条件为氧气气氛的体积浓度30～99％，烧结温度300～800℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方明，毛秦钟，胡子俊，戚思炀，施翼杰，张中彩，吉同棕，王寅峰，钱志挺，吴海军，
申请(专利权)人：浙江美都海创锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33