一种中空型三元正极材料、前驱体及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种中空型三元正极材料前驱体，前驱体是由内核和外壳两部分构成的类球形结构，内核部分一次颗粒细而薄、疏松多孔，外壳部分一次颗粒大而密集，粒度分布窄，前驱体比表面积大。该前驱体通过采用高效高产能的方式，在反应体系中精准合理控制成核和粒子生长工序两阶段pH值，同时在内核氧化过程采用液相氧化工艺，在粒子生长阶段中期切换为非氧化性气氛，后期进一步提高金属盐的流量合成。该形貌的前驱体有利于提高中空三元正极材料的功率性能、倍率和循环性能。倍率和循环性能。倍率和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种中空型三元正极材料、前驱体及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池材料
，具体涉及一种中空型三元正极材料、前驱体及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来能源危机和环境污染问题日益严重，为了减少全球碳排放，各国政府开始加大对新能源汽车产业的投入，混合动力汽车(HEVs)、插电式混合动力汽车(PHEVs)和纯电动汽车(EVs)等装载了锂离子电池的电驱动装置开始逐步取代纯燃油车。发展新能源汽车不仅能够降低人们对化石燃料的依赖，还能降低碳排放，达到保护环境的目的。作为新能源汽车的核心组成部分之一，动力电池的技术壁垒最高，从制造过程、质量管理、成本控制等方面都有很高要求，而具有高功率性能的三元正极材料则是组成动力电池的重要材料之一，其电性能的优劣直接影响动力电池的性能。
[0003]相对于常规型三元正极材料，内部为中空结构的三元正极材料具有更好的倍率性能与循环性能，这是因为三元正极材料的内部中空结构能够有效地缩短锂离子的扩散距离，降低充放电过程中的阻抗，同时还能增大与电解液的接触面积，提高锂离子的传输效率，进而能够适应大电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空型三元正极材料前驱体，其特征在于，所述前驱体为由一次颗粒团聚而成的二次颗粒，所述二次颗粒具有类球形结构，且该类球形结构由内核和外壳两部分构成，内核部分一次颗粒疏松多孔，外壳部分一次颗粒密集，内核部分一次颗粒的直径为10～30nm，外壳部分一次颗粒的直径为70～150nm，所述前驱体的粒径D50为2～7μm，粒度径距为0.3＜(D
90
‑
D
10
)/D
50
＜1.2，所述前驱体的比表面积为20～80m2/g。2.如权利要求1所述的中空型三元正极材料前驱体，其特征在于，所述内核部分的直径占比整个类球形结构的45～80%。3.一种中空型三元正极材料，其特征在于，所述正极材料采用如权利要求1或2所述的前驱体和锂盐混合后烧结得到。4.一种中空型三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括：（1）配制镍钴锰混合金属盐溶液，配制沉淀剂溶液，配制络合剂溶液，配制过氧化氢溶液；（2）配制反应釜底液，并在该过程中向反应釜中通入非氧化性气体；（3）待底液配制完成后，停止通入非氧化性气体，向反应釜底液中并流通入镍钴锰混合金属盐溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液和液相氧化剂，进行快速成核反应，其中镍钴锰混合金属盐溶液按每小时加入反应釜体积的10～40%的流量通入，反应体系pH值控制为12.0～13.0；（4）待成核阶段结束后，停止进料，加入酸溶液将反应体系pH降低至10.0～11.5，然后继续向反应釜中并流通入镍钴锰混合金属盐溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液和液相氧化剂，进行粒子生长反应，并在粒子生长反应阶段的中期将通入过氧化氢溶液更换为通入非氧化性气体，继续反应，在粒子生长反应阶段后期上调镍钴锰混合金属盐溶液的流量，继续反应直至反应浆料达到目标粒径D502～7μm；（5）将步骤（4）得到的反应浆料固液分离，所得固相经陈化、洗涤、干燥、过筛，得到前驱体。5.如权利要求4所述的中空型...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊海龙，胡海诗，刘凯，胡志兵，张海艳，苏帅，
申请(专利权)人：金驰能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：