一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，尤其是涉及一种三元前驱体材料的制备方法。本发明专利技术一种改性三元正极材料前驱体的制备方法，包含以下步骤:(1)在具有温度控制的50L合成反应釜中加入充分碱性沉淀剂和络合剂并使溶液的pH值调节稳定在9

【技术实现步骤摘要】
一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，尤其是涉及一种三元前驱体材料Ni
0.6
Co
0.2
Mn
0.2
(OH)2@Ni
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
(OH)2的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种代替传统化石能源的新型绿色能源，具有比容量大、工作电压高、循环使用寿命高等优点被广泛用于电子产品、交通工具及航空航天等领域。正极材料是锂离子电池中最关键的组成部分，对锂离子电池的性能和成本有很大的影响。目前市场上的成熟应用的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂及三元材料。其中，钴酸锂、磷酸铁锂及镍钴锰三元系是主流材料。由于钴资源严重稀缺，且钴价市场波动较大，故锂电池行业开始大力发展三元材料，采用相对廉价的镍和锰取代价格相对昂贵的钴，使成本方面明显降低，且结构稳定，安全性能好，比容量大，市场规模前景开阔。
[0003]随着目前电动汽车的高速发展，三元材料高镍化势不可挡。但提高镍含量由此带来正极材料的稳定性问题，安全性问题随之而来，大电流充电使电池温度过高引发电池的失效以及自燃等问题越来越受到人们的关注。
[0004]行业中三元前驱体制备方法往往采用连续法、半连续法或间歇提浓法制备单一系列的镍钴锰三元前驱体材料，这些方法制备的前驱体往往优点与缺点都很突出。镍钴锰三元材料前驱体中随着镍的相对含量提高可以使放电容量增加，随之损失的是电极材料的安全性和容量保持率。而本专利技术采取的半连续法进行包覆提浓工艺，制得的三元前驱体材料可以兼顾高镍系容量高与常镍系安全稳定性高、放电容量增加与容量保持率好的优点。并此专利技术从对生产过程优化，生产工艺的改进入手，不需要更改原有厂房设计方案从而降低生产成本，有利于工业规模化生产。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种粒度分布窄，球形度好，比容量高，能改变现单一的LiNi
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
O2材料循环性能差，单一的LiNi
0.6
Co
0.2
Mn
0.2
O2材料相对容量较低问题的双层复合三元前驱体材料的制备方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，包括以下步骤:（1）用蠕动泵以7
‑ꢀ
12ml/min的速度持续加入碱性沉淀剂和络合剂，到带有温控装置的合成反应釜中，并使溶液的pH值调节稳定在9
‑
13，同时将混合溶液A通过蠕动泵以14
‑
24mL/min的速率，搅拌速度一直保持600
ꢀ‑ꢀ
1000r/min使合成环境在30
‑
75℃条件下进行，稳定溶液固含量在6%
‑
15%经过滤和去离子水洗涤后，得到Ni
0.6
Co
0.2
Mn
0.2
(OH)2浆料;其中混合溶液A中金属离子总浓度为1.5
‑
2.5mol/L,其中，镍离子、锰离子和钴离子的摩尔比为6:2:2;其中混合溶液A中还包括脱氧剂，脱氧剂的浓度为0.5%
‑
10%;脱氧剂为水合肼、抗坏血酸或乙二胺；
(2) 将步骤(1)所得浆料加入温控反应釜中，以7
‑
12mL/min的速度持续加入碱性沉淀剂和络合剂，并使溶液的pH值调节稳定9
‑
13，控制搅拌速度为100
‑
550r/min再将混合溶液B通过蠕动泵14
‑
24mL/min加入反应釜中，持续去除上清液，控制固含量在20%
‑
40%使合成环境30
‑
75℃条件下进行，得到的沉淀物依次用去离子水和氢氧化钠进行洗涤后，再经真空干燥，得到改性三元正极材料前驱体Ni
0.6
Co
0.2
Mn
0.2
(OH)2@Ni
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
(OH)2粉末；其中混合溶液B中金属离子总浓度为1.5
‑
2.5mol/L,其中，镍离子、锰离子和钴离子的摩尔比为8:1:1;其中混合溶液B中还包括脱氧剂，脱氧剂的浓度为0.5%
‑
10%;脱氧剂为水合肼、抗坏血酸或乙二胺。
[0007]一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，包括以下步骤:（1）用蠕动泵以8
‑ꢀ
10ml/min的速度持续加入碱性沉淀剂和络合剂，到带有温控装置的合成反应釜中，并使溶液的pH值调节稳定在11
‑
11.5，同时将混合溶液A通过蠕动泵以16
‑
20mL/min的速率，搅拌速度一直保持700
ꢀ‑ꢀ
800r/min使合成环境在50
‑
55℃条件下进行，稳定溶液固含量在9%
‑
13%经过滤和去离子水洗涤后，得到Ni
0.6
Co
0.2
Mn
0.2
(OH)2浆料;其中混合溶液A中金属离子总浓度为1.5
‑
2.5mol/L,其中，镍离子、锰离子和钴离子的摩尔比为6:2:2;其中混合溶液中还包括脱氧剂，脱氧剂的浓度为0.5%
‑
10%;脱氧剂为水合肼、抗坏血酸或乙二胺；（2）将步骤(1)所得浆料加入温控反应釜中，以8
‑
10mL/min的速度持续加入碱性沉淀剂和络合剂，并使溶液的pH值调节稳定11
‑
11.5，控制搅拌速度为150
‑
350r/min再将混合溶液B通过蠕动泵16
‑
20mL/min加入反应釜中，持续去除上清液，控制固含量在25%
‑
35%使合成环境50
‑
55℃条件下进行，得到的沉淀物依次用去离子水和氢氧化钠进行洗涤后，再经真空干燥，得到改性三元正极材料前驱体Ni
0.6
Co
0.2
Mn
0.2
(OH)2@Ni
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
(OH)2粉末；其中混合溶液B中金属离子总浓度为1.5
‑
2.5mol/L,其中，镍离子、锰离子和钴离子的摩尔比为8:1:1;其中混合溶液B中还包括脱氧剂，脱氧剂的浓度为0.5%
‑
10%;脱氧剂为水合肼、抗坏血酸或乙二胺。
[0008]所述步骤(1)和步骤(2)中所述脱氧剂为水合肼。
[0009]所述步骤(1)和步骤(2)中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:（1）用蠕动泵以7
‑ꢀ
12ml/min的速度持续加入碱性沉淀剂和络合剂，到带有温控装置的合成反应釜中，并使溶液的pH值调节稳定在9
‑
13，同时将混合溶液A通过蠕动泵以14
‑
24mL/min的速率，搅拌速度一直保持600
ꢀ‑ꢀ
1000r/min使合成环境在30
‑
75℃条件下进行，稳定溶液固含量在6%
‑
15%经过滤和去离子水洗涤后，得到Ni
0.6
Co
0.2
Mn
0.2
(OH)2浆料;其中混合溶液A中金属离子总浓度为1.5
‑
2.5mol/L,其中，镍离子、锰离子和钴离子的摩尔比为6:2:2;其中混合溶液A中还包括脱氧剂，脱氧剂的浓度为0.5%
‑
10%;脱氧剂为水合肼、抗坏血酸或乙二胺；(2) 将步骤(1)所得浆料加入温控反应釜中，以7
‑
12mL/min的速度持续加入碱性沉淀剂和络合剂，并使溶液的pH值调节稳定9
‑
13，控制搅拌速度为100
‑
550r/min再将混合溶液B通过蠕动泵14
‑
24mL/min加入反应釜中，持续去除上清液，控制固含量在20%
‑
40%使合成环境30
‑
75℃条件下进行，得到的沉淀物依次用去离子水和氢氧化钠进行洗涤后，再经真空干燥，得到改性三元正极材料前驱体Ni
0.6
Co
0.2
Mn
0.2
(OH)2@Ni
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
(OH)2粉末；其中混合溶液B中金属离子总浓度为1.5
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2.5mol/L,其中，镍离子、锰离子和钴离子的摩尔比为8:1:1;其中混合溶液B中还包括脱氧剂，脱氧剂的浓度为0.5%
‑
10%;脱氧剂为水合肼、抗坏血酸或乙二胺。2.如权利要求1所述的一种双层复合的高镍NCM811三元前驱体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:（1）用蠕动泵以8
‑ꢀ
10ml/min的速度持续加入碱性沉淀剂和络合剂，到带有温控装置的合成反应釜中，并使溶液的pH值调节稳定在11
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11.5，同时将混合溶液A通过蠕动泵以16...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓升，王辉，曹栋强，龚丽锋，方明，郝培栋，曹天福，许益伟，邓明，曾启亮，邱家凯，苏方哲，
申请(专利权)人：浙江中金格派锂电产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：