球形高镍三元前驱体材料、其制备方法与高镍三元正极材料技术

本发明专利技术提供了一种球形高镍三元前驱体材料的制备方法，其在制备过程中通过调控反应液的pH以及氨值，使得晶粒的生长得到有效调控，最终得到了内核孔隙丰富、外壳呈放射状分布的高镍三元前驱体材料。本申请还提供了一种球形高镍三元前驱体材料和高镍三元正极材料。本发明专利技术采用较为简单的方法获得球形高镍前驱体材料，且稳定性、工艺效率较高；这种前驱体材料经过正极烧结后，为Li离子的传输提供了有效通道，电化学性能上表现出色。电化学性能上表现出色。

【技术实现步骤摘要】
球形高镍三元前驱体材料、其制备方法与高镍三元正极材料


[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料
，尤其涉及一种球形高镍三元前驱体材料、其制备方法与一种高镍三元正极材料。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车行业的不断发展，市场对于高能量密度的锂电池三元材料提出了更高的容量需求。而三元体系的层状材料容量发挥不佳、较差的循环性能等问题限制了其在实际中的运用。它的这种缺陷归根结底来说，是因为目前市场上制备的层状材料一般是由随机定向的一次晶粒密集堆积而形成的二次球结构，该结构在锂离子的嵌入/脱出过程中易造成粉化、破坏。同时，三元体系层状材料也存在内部结构较为紧实，而出现在烧结过程中Li不能完全进入到内部，从而影响材料的容量等问题。
[0003]针对以上问题，该领域所采用的传统改性方法如采用表面包覆来抑制电极/电解液中间的反应，但不能从本质上解决循环稳定性差的问题；通过对晶格进行离子掺杂来限制充电/放电过程中相转变，但过程繁琐、成本较高；梯度材料制备过程较为繁琐，且可重复性较差，难以实现工业化。相比之下，一次颗粒的放射生长能成为未来发展新方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种如式(Ⅰ)所示的球形高镍三元前驱体材料，具有内核孔隙密集分布和外壳呈放射状径向分布的结构；Ni
a
Co
b
Mn
c
(OH)2ꢀꢀꢀ
(Ⅰ)；其中，a+b+c＝1，0.8≤a≤1，0＜b≤0.1，0＜c≤0.1。2.根据权利要求1所述的球形高镍三元前驱体材料，其特征在于，所述内核孔隙尺寸为5～50nm，所述外壳的一次颗粒的平均长度为2.5～3μm；二次颗粒团聚体粒度D10≥3μm，D50＝5～8μm，D90≤11μm。3.一种球形高镍三元前驱体材料的制备方法，包括以下步骤：A)按照配比配制镍可溶性盐、钴可溶性盐和锰可溶性盐的混合溶液，配制强碱溶液和络合剂溶液；B)将混合溶液、强碱溶液和络合剂溶液混合，得到初始反应液并进行反应，在所述反应期间降低反应液的pH，当晶粒D50为3～3.5μm时，维持pH相同下降速度，调控反应液的氨值高于初始反应液的氨值，继续反应；C)将步骤B)得到的反应物陈化，得到如式(Ⅰ)所示的球形高镍三元前驱体材料；Ni
a
Co
b
Mn
c
(OH)2ꢀꢀꢀ
(Ⅰ)；其中，a+b+c＝1，0.8≤a≤1，0＜b≤0.1，0＜c≤0.1。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的金属离子总浓度为1～2mol/L；所述络合剂选自氨水，所述络合剂溶液的浓度为5～10mol/L；所述强碱溶液选自氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或两种，所述强碱溶液的浓度为3～10mol/L。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤B)具体为：S1)向反应釜中通入有效体积为75％～85％的水，再加入络合剂溶液和强碱溶液，然后通入保护性气氛并开启搅拌；S2)将所述混合溶液、强碱溶液和络合剂溶液持续加入反应釜中进行反应，在所述反应期间反应液的pH为12～13，氨值为5～7g/L，同时控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：余春林，陈旭东，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：