一种阴离子原位掺杂高镍三元正极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阴离子原位掺杂的高镍前驱体及其正极材料的制备方法，该掺F前驱体是采用在金属盐原料液中配入F

【技术实现步骤摘要】
一种阴离子原位掺杂高镍三元正极材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电高镍前驱体及正极材料
，具体涉及一种阴离子原位掺杂高镍三元前驱体及其正极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着新能源交通工具的快速发展，锂离子电池作为其重要的动力和能量源而被大规模生产并广泛投入商业应用。伴随电动汽车对续航里程、成本及安全性要求的不断提升，动力锂离子电池的研发制造必须将能量密度、成本及材料稳定性提升到一个新的高度。在锂离子电池的各个组成部分中，正极材料是决定电池综合性能最核心部件之一，也是锂电性能提升的瓶颈所在。为满足高能量密度及低成本的发展趋势，高镍层状三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2（x≥0.6）由于Ni含量高具有放电容量高（170mAh/g以上）、成本低、综合性能可提升空间大等优势成为动力锂离子电池首先正极材料之一。
[0003]但是随着Ni含量的升高，高镍材料的结构稳定性及安全性也逐渐恶化，在材料制备的过程中易于发生Li/Ni混排严重、表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阴离子原位掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）金属盐原料液的配制；（2）镍钴锰共沉淀反应制备高镍前驱体Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
(OH)2（0.6≤X＜1）；（3）前驱体混锂富氧煅烧合成正极材料。2.根据权利要求1所述的阴离子原位掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，金属盐原料液包括：含F
‑
镍钴锰金属可溶性盐溶液I、氨水作为共沉淀反应络合剂II、碱液作为沉淀剂III，反应进料前还配制一定浓度的氨水作为反应底液IV。3.根据权利要求1所述的阴离子原位掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述含F
‑
镍钴锰金属可溶性盐溶液Ⅰ配制包括：Ni、Co、Mn元素比按材料设计比例配制，将F源与各金属盐称取好后置于储罐内，加40
‑
50℃的水快速溶解，使Ni、Co、Mn金属总浓度在1.5
‑
2.5mol/L，F在金属盐溶液中浓度为0.1
‑
1.9g/L；或直接采用废旧锂电正极材料回收的含氟镍钴锰废液，将废液中的各组分浓度调配至Ni、Co、Mn金属总浓度在1.5
‑
2.5mol/L，F在金属盐溶液中浓度为0.1
‑
1.9g/L；所述碱液作为沉淀剂III的配制包括：碱液配制的浓度范围为4.0
‑
8.0mol/L；所述共沉淀反应络合剂II、反应底液IV中的氨水浓度为0.5
‑
1.5 mol/L。4.根据权利要求2所述的阴离子原位掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，镍钴锰金属可溶性盐选自镍钴锰的金属硫酸盐、氯盐及硝酸盐中的一种或多种；碱液选自LiOH、NaOH、KOH可溶性强碱中的一种或多种；F源选自NaF、KF或LiF中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的阴离子原位掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中反应前先将反应底液IV倒入反应釜中至反应釜体积的1/4
‑
1/2，通过水浴锅向反应釜夹层泵入循环水加热反应釜，同时向釜内持续通入氮气排尽空气，待釜内温度升至50
‑
60℃温度后，将含F
‑
镍钴锰金属可...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宇，尹立坤，杨越，王天宇，易晨星，宋绍乐，吴美荣，雷舒雅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：