一种三元正极材料前驱体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三元正极材料前驱体的制备方法，制备的前驱体的二次球颗粒内部存在均匀分布并位于一次颗粒之间的缝隙及孔结构。当前驱体制备成正极材料应用于锂离子电池时，该结构特征有利于正极材料承受锂离子迁入迁出引起的膨胀收缩应力，避免充放电循环引起的正极材料颗粒破碎、结构坍塌现象，从而提高锂电池的循环性能。本发明专利技术的三元正极材料前驱体由共沉淀反应法制备，主要通过调节反应工艺控制前驱体二次球颗粒的生长速度和一次颗粒堆积紧密程度以获得所述的结构特征。本发明专利技术工艺简单，易于推广和应用。易于推广和应用。易于推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种三元正极材料前驱体的制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，具体是一种三元正极材料前驱体的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于其高容量、长寿命等优点而被广泛地应用于消费类电子、电动汽车等领域。相比于电子产品平均2-3年的使用寿命，电动汽车则通常需要10年以上的寿命，这就使得动力锂电池需要提供更高的循环性能。
[0003]锂电池的性能最主要取决于正极材料的性能，镍钴锰三元材料(NCM)是目前应用最为广泛的正极材料之一。目前研究证实NCM三元正极材料在充放电循环过程中会由于应力的积累而导致颗粒开裂、破碎，从而导致容量衰减。
[0004]NCM三元材料具有α-NaFeO2类型的层状结构，在锂电池的放电过程中，伴随着Li
+
的脱出NCM三元材料会经历一系列相变过程，其c轴在前期(H1
→
M
→
H2)被逐渐拉伸，后期(H2
→
H3)经历急剧收缩。正是由于循环过程中这种晶格的膨胀和收缩产生了应力积累，而最终导致正极材料颗粒的开裂和破碎。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：(1)、分别配置氨水溶液、碱溶液以及可溶性镍钴锰金属的混合盐溶液；向反应容器中加入去离子水，搅拌并加热至反应温度，并通入高纯氮去除溶解氧；(2)、向反应容器内的去离子水中加入配置好的氨水溶液，调节NH3浓度至C
NH3,1
；再向反应容器中加入配置好的碱溶液，调节pH值至pH1，然后同时向反应容器中加入配置好的氨水溶液、碱溶液以及混合盐溶液进行共沉淀反应；其中，所述的混合盐溶液的进料流速为Q
盐,1
，所述的氨水溶液和碱溶液的进料流速根据所设定的pH1及C
NH3,1
相应调节；共沉淀反应的时间为T1，反应后得到的前驱体颗粒的统计平均粒度为D1；(2)、分阶段设置不同的工艺参数进行共沉淀反应，每个阶段通过调变氨水溶液及碱溶液流速调节NH3浓度至C
NH3,n
，pH值至pH
n
，混合盐溶液的进料流速为Q
盐,n
，每个阶段反应进行的时间为T
n
，前驱体颗粒的统计平均粒度为D
n
，其中，不同工艺参数的反应阶段数量n≥3；(4)、待前驱体颗粒的统计平均粒度达到目标值后，将产物经陈化、洗涤、烘干得到三元正极材料前驱体；所述的三元正极材料前驱体的化学通式为Ni
1-x-y
Co
x
Mn
y
(OH)2，其中，0.05≤x≤0.5、0.05≤y≤0.5；其中，不同反应阶段的NH3浓度C
NH3,1
……
C
NH3,n
的取值为：6g/L≤C
NH3,1
<C
NH3,2
<
……
<C
NH3,n
≤15g/L；不同反应阶段的pH值pH1……
pH
n
的取值为：12≥pH1>pH...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷天起，陈龙，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：