一种免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，属于新能源锂离子电池材料技术领域，包括以下步骤：S1、配制过渡金属盐溶液、NaOH水溶液和NH<subgt;3</subgt;·H<subgt;2</subgt;O水溶液；S2、用蠕动泵将所述过渡金属盐溶液、NaOH水溶液和NH<subgt;3</subgt;·H<subgt;2</subgt;O水溶液同时泵入反应器中，控制反应的pH值保持在11‑12，得到[Ni<subgt;x</subgt;Co<subgt;y</subgt;Mn<subgt;z</subgt;](OH)<subgt;2</subgt;前驱体；S3、将MnO<subgt;2</subgt;与所述[Ni<subgt;x</subgt;Co<subgt;y</subgt;Mn<subgt;z</subgt;](OH)<subgt;2</subgt;前驱体分散在去离子水中，蒸干后进行一次焙烧，得到氧化锰包覆的富镍前驱体；S4、将所述富镍前驱体与锂源和磷源混合后，在氧气气氛中进行二次焙烧，得到所述富镍层氧单晶正极材料。本发明专利技术免去了传统水洗的步骤，同时对正极材料的表面进行了改性，有效提高了富镍单晶正极材料的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源锂离子电池材料，具体涉及一种免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法。

技术介绍

1、富镍层状单晶正极材料因其高比容量及无晶界等优点，成为最有前途的材料之一。尽管单晶形态在循环稳定性和结构完整性方面表现出一定的优势，但是通过固相嵌锂合成的富镍单晶正极材料与多晶正极材料相比，需要更高的焙烧温度和更多过量的lioh·h2o来补偿挥发的li损失。这些苛刻的合成条件会严重损坏富镍单晶正极材料表面结构完整性并阻碍了li+扩散；在储存和浆料过程中，表面残留的锂伴随着在空气中化学不稳定性，损坏材料热稳定性能和电化学性能，阻碍了电极制造，致使其大规模商业化应用面临严峻挑战。

2、富镍材料表面残碱的形成归因于：（1）在制备过程中，富镍层状单晶正极材料需要加入过量的锂源，以平衡高温处理过程中锂的蒸发，剩余锂源（lioh）沉积在材料的表面与空气中的h2o和co2发生副反应形成锂残渣（lioh/li2co3）；（2）存储及制浆过程中，富镍正极材料中的ni3+不稳定极易还原为ni2+，导致表层结构处的li+极易迁移到材料表面，同空气中h2o和co2发生副本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，过渡金属盐溶液中Ni2+、Co2+及Mn2+的总浓度为1-3 mol L-1；NaOH水溶液与NH3·H2O水溶液中，NaOH浓度和NH3·H2O浓度均为1-3 mol L-1。

3.根据权利要求2所述的免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述过渡金属盐选自硫酸盐、氯化盐、硝酸盐中的一种，所述硫酸盐为NiSO4·6H2O、CoSO4·7H2O、MnSO4·H2O中的至少一种。...

【技术特征摘要】

1.一种免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，过渡金属盐溶液中ni2+、co2+及mn2+的总浓度为1-3 mol l-1；naoh水溶液与nh3·h2o水溶液中，naoh浓度和nh3·h2o浓度均为1-3 mol l-1。

3.根据权利要求2所述的免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述过渡金属盐选自硫酸盐、氯化盐、硝酸盐中的一种，所述硫酸盐为niso4·6h2o、coso4·7h2o、mnso4·h2o中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，共沉淀反应过程中，控制反应温度为50-60°c，反应液处于惰性保护气体的保护氛围中并不断搅拌，搅拌速率为400-900rpm；所述惰性气体为氩气、氮气中的一种。

5.根据权利要求4所述的免水洗富镍层氧单晶正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述[nixcoymnz](oh)2前驱体的粒径为2-8微米。

6.根据权利要求1所述的免水洗富镍层氧单晶正极材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，魏代祥，常志东，范敏，蒋龙进，董彬，高德堃，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：