一种高镍三元正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高镍三元正极材料，其通式为LiNi

【技术实现步骤摘要】
一种高镍三元正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及正极材料
，具体涉及一种高镍三元正极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着能源危机及环境污染等问题的日益突出，开发可持续开发的新能源成为当务之急，锂离子电池作为一中新型的绿色储能装置而备受关注。而三元NCM、NCA正极材料作为高能量密度正极材料，在锂离子电池中得到了广泛的应用。但随着三元材料中Ni含量的增加，材料极易与空气中的CO2和H2O反应在表面生成LiOH和LiCO3，LiOH与电解液中的LiPF6发生反应生成HF，在HF的腐蚀下造成Ni、Mn的溶出是循环寿命和储存寿命降低。在充电高压极化或高温存储状态下，LiCO3会产生反应分解生产CO2、CH4等，伴随Ni含量的增加还会导致材料的热分解温度降低，放热量增加，热稳定性变差。
[0003]为进一步改善三元材料的循环寿命和存储寿命，降低高镍三元正极材料的表面残碱变得尤为重要，通常采用水洗(湿法)的方法降低高镍三元材料表面的残锂含量。虽然水洗的方法能够有效的降低高镍三元材料表面的残碱，但其三元材料的克比容量会降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高镍三元正极材料，其通式为LiNi
x
Co
y
Mn
(1
‑
x
‑
y)
O2,其中0.8≤x≤0.98，0≤y≤0.02；其以高镍三元前驱体、锂源和掺杂添加剂为原料制得；其中，所述掺杂添加剂选自含M
’
的氧化物、氟化物、二氢化合物、氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐或偏磷酸盐中的一种或几种；所述M
’
元素为Zr、Sr、Al、Mg、Y、Ti、Nb、Ba、Mo、Sb、Rb、F、Zn、Cl、La、Ce、P、B和W中的一种或几种。2.如权利要求1所述一种高镍三元正极材料，其特征在于，所述掺杂添加剂M
’
选自ZrO2、Zr
0.88
O2Y
0.12
、SrO
3、
SrTiO3、SrCO3、SrCl2、Sr(PO3)2、Al2O3、AlF3、MgO、MgCO
3、
Y2O3、TiO2、NbO2、BaO2、BaCO
3、
BaCl2、MoO
3、
Sb2O3、Rb2O、ZnO、La2O3、CeO
2、
B2O3、BPO4、H3BO3、WO3中一种或几种；高镍三元前驱体中Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
(OH)2、锂源中Li与掺杂剂中M
’
的摩尔比为1：(0.90～1.04)：(0～0.5)，优选为1：(0.98～1.025)：(0.05～0.30)，更优选地，Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
(OH)2与Li的摩尔比为1：(0.99～1.02)，Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
(OH)2与M
’
的摩尔比为1：(0.05～0.25)；其中，锂源以Li元素的摩尔量计，高镍三元前驱体以Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
(OH)2的摩尔量计，掺杂剂以M
’
元素的摩尔量计。3.一种高镍三元正极材料的制备方法，其通过免水洗的方法制得，并包括以下步骤：S1：选取锂源、高镍三元前驱体与掺杂金属化合物；将锂源进行机械磨破碎；S2：将所述高镍三元前驱体、锂源与掺杂金属化合物利用混料设备将其混合均匀；一次烧结，然后经过粗破、细破、过筛、除磁得到高镍三元正极材料基体；S3：所述将高镍三元正极材料基体和添加剂采用低温混料包覆工艺，其包覆罐采用1
‑
5℃/min的升温速率升至60～180℃，其罐体与模温机组合升温，按设定温度混料0.5
‑
3h,并通入干燥气体脱水脱二氧化碳或惰性气体，平均每10
‑
20分钟置换一次进行低温包覆混料，得到高镍三元正极材料；S4：对S3所得的高镍三元正极材料与包覆剂混合均匀后产物，进行第二次煅烧；煅烧完成后采用胶体磨破碎、过筛、除磁，然后在低温批混罐体内采用低温批混工艺进行低温混合，并通入干燥气体或惰性气体进行保护；完成后再进行除磁、包装即得。4.如权利要求3所述一种高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述锂源为含锂化合物，优选选自LiOH、LiOH
·
H2O，Li2CO3和LiNO3中的一种或几种；进一步优选LiOH、LiOH
·
H2O；所述前驱体为Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
(OH)2，其中0.8≤x≤0.98，0≤y≤0.02；其小颗粒高镍三元前驱体粒径D50为2
‑
6um，优选2.5
‑
4.5um；其大颗粒高镍三元前驱体粒径D50为7
‑
15um，优选8
‑
12um。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡彬，杨允杰，古佳茜，岳敏，蔡加红，
申请(专利权)人：华鼎国联电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：