【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构高镍三元前驱体材料及其制备方法
[0001]本专利技术属于锂离子电池正极材料
，具体涉及一种核壳结构高镍三元前驱体材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]锂离子电池按照正极材料进行划分，可以分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等。层状结构的镍钴锰三元前驱体中镍元素主要作用是提高材料比容量，钴元素主要作用提高材料循环性能，锰元素主要作用提高材料安全性能，通过调整三元前驱体镍钴锰摩尔比例可以使其具有不同的电化学性能，镍钴锰三种元素发挥了很好的协同作用，因此镍钴锰三元锂离子电池具有能量密度高、续航长、结构稳定等优点，目前镍钴锰三元前驱体已成为最具有发展前景的锂离子电池正极材料之一。
[0003]在全球碳中和大趋势和新能源汽车渗透率快速增长的背景下，动力锂电池处于强势增长状态。高能量密度的动力锂电池趋使三元前驱体向高镍、超高镍方向发展，但随着三元前驱体中镍含量的不断升高，镍锂混排现象严重，阻碍了Li
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扩散，降低了放电比容量和倍率性能，同时由于镍含量增加导致充放电过程中发生相变，热稳定...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种核壳结构高镍三元前驱体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)合成反应原料准备：制备镍钴锰摩尔百分比分别为x1：y1：z1的A混合盐溶液，制备镍钴锰摩尔百分比分别为x2：y2：z2的B混合盐溶液，制备镍钴锰摩尔百分比分别为x3：y3：z3的C混合盐溶液，其中，x1+y1+z1＝1，x2+y2+z2＝1，x3+y3+z3＝1，x1＞x2＞x3，z1<z2<z3；优选地，0.8≤x1≤0.9，0.05≤z1≤0.1，0.05≤x3≤0.1，0.8≤z3≤0.9；准备沉淀剂和络合剂；(2)核结构合成反应：将所述A混合盐溶液、所述沉淀剂、所述络合剂泵入一级母槽中，控制反应体系pH值为9～13，在所述一级母槽中进行造核并生长为D50＝3～7μm的晶种，作为所述核结构；(3)过渡层结构合成反应：将所述一级母槽中得到的所述晶种溢流到二级子槽中，将所述B混合盐溶液、所述沉淀剂、所述络合剂泵入所述二级子槽中，控制反应体系pH值为9～13且低于所述一级母槽，所述晶种在所述二级子槽中长大至D50＝7～10μm，得到所述过渡层结构；(4)壳结构反应：将所述二级子槽中得到的料浆溢流到三级子槽中，将所述C混合盐溶液、所述沉淀剂、所述络合剂泵入所述三级子槽，控制反应体系pH值为9～13且低于所述二级子槽，物料在所述三级子槽中长大至D50＝10～15μm，得到所述壳结构；(5)前驱体后处理：将所述三级子槽中得到的料浆溢流到料浆槽中，将料浆搅拌均匀、陈化、洗涤、压滤、烘干、筛分、除磁，得到核壳结构高镍三元前驱体材料。2.根据权利要求1所述的核壳结构高镍三元前驱体材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述A混合盐溶液、所述B混合盐溶液和所述C混合盐溶液所用的镍盐包括硫酸镍、氯化镍和硝酸镍中的至少一种，所用的钴盐包括硫酸钴、氯化钴和硝酸钴中的至少一种，所用的锰盐包括硫酸锰、氯化锰和硝酸锰中的至少一种；优选地，所述A混合盐溶液、所述B混合盐溶液和所述C混合盐溶液的浓度均为1～5mol/L；更优选地，所述A混合盐溶液、所述B混合盐溶液和所述C混合盐溶液的浓度均为1.5～2.5mol/L。3.根据权利要求1所述的核壳结构高镍三元前驱体材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述络合剂包括氨水和/或铵盐溶液，所述络合剂的浓度为2～8.5mol/L；优选地，所述沉淀剂包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，所述沉淀剂的浓度为2～10mol/L。4.根据权利要求1所述的核壳结构高镍三元前驱体材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体包括：在所述一级母槽中注入纯水、所述沉淀剂和所述络合剂配制成共沉淀反应底液，控制反应体系中所述络合剂的浓度为0.1～5mol/L，pH值为9～13，温度为50～80℃，所述一级母槽搅拌转速为100～200r/min，不排上清维持体系含固量为80～149g/L，将所述A混合盐溶液、所述沉淀剂、所述络合剂泵入所述一级母槽，在所述一级母槽中进行造核并生长为D50＝3～7μm的所述晶种，作为所述核结构。5.根据权利要求1所述的核壳结构高镍三元前驱体材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)具体包括：将所述一级母槽中得到的所述晶种溢流到所述二级子槽中，控制反应体系中所述络合剂的浓度为0.1～5mol/L，pH值为9～13且...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴志龙，张素良，杨晓龙，谷海涛，刘召辉，祁文超，
申请(专利权)人：中冶瑞木新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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