一種富鋰高鎳正極材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種富鋰高鎳正極材料及其制備方法。所述富鋰高鎳正極材料的其特征化學式為：Li1+nNi0.7+xCo0.3-x-y-zMnyMzO2，其中0.00＜x＜0.3，0.01＜y＜0.1，0.00≤z＜0.03，x+y+z＜0.3，0.00＜n＜0.25。通過在富鋰狀態(tài)下合成富鋰高鎳正極材料，能夠有效抑制陽離子混排現(xiàn)象，并減少燒結過程中對氧氣的依賴，同時通過洗滌包覆劑溶液來洗去粒子表面殘留的Li，從而降低成品的雜質(zhì)Li含量和pH值。通過該方法制備出的富鋰高鎳正極材料晶體粒度分布均勻、晶體形貌規(guī)整，成品的雜質(zhì)Li含量和pH值低，電池85℃高溫鼓脹率低，3.0V～4.3V之間的可逆容量大于180Ah/g，并且具有良好的循環(huán)性能。
【專利說明】一種富鋰高鎳正極材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料，尤其是涉及一種富鋰高鎳正極材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]當前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個特點，一是綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等；二是一次電池向蓄電池轉化，這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；三是電池進一步向小、輕、薄方向發(fā)展。在商品化的可充電池中，鋰離子電池的體積比能量和質(zhì)量比能量最高，可充且無污染，具備當前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點，因此在發(fā)達國家中有較快的增長。電信、信息市場的發(fā)展，特別是移動電話和筆記本電腦的大量使用，給鋰離子電池帶來了市場機遇。但目前市場上成熟應用的鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰及常規(guī)的鎳鈷錳酸鋰三元材料均存在一定的缺陷，不能滿足鋰離子電池更高能量密度和其他性能的要求，而富鋰高鎳正極材料有比上述正極材料容量高的多的特性，通過對其合成方法、摻雜改性等方面進行適當?shù)奶幚?，改善其循環(huán)性能和安全性能，有望使高鎳系的鋰鎳鈷錳氧正極材料成為市場主導的鋰離子電池正極材料。
[0003]現(xiàn)有富鋰高鎳正極材料的合成方法主要是固相合成和液相合成。固相法合成一般以鎳鈷錳的化合物、鋰源和摻雜元素化合物混合后進行燒結，但這種固相混合方式不能達到原子級別的均勻，性能難以充分發(fā)揮；液相法雖然可以解決此問題，但工藝復雜、產(chǎn)量低。從實際生產(chǎn)角度考慮，固相法制備正極材料無疑更適合大規(guī)模生產(chǎn)，但生產(chǎn)條件苛刻，控制困難，特別是對燒結氣氛要求嚴格，必須在氧氣氣氛中燒結。另外，燒結溫度的控制也較為困難，因為其溫度浮動范圍較窄，溫度低則反應不充分，溫度高則會發(fā)生分解，很難完全反應。而且高鎳正極材料的合成中存在Ni2+難以完全向Ni3+轉變，會導致在高溫燒結過程中Ni2+和Li+產(chǎn)生陽離子混排的現(xiàn)象，還會使得材料的熱穩(wěn)定性差和首次不可逆容量高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種富鋰高鎳正極材料及其制備方法，本發(fā)明方法通過在富鋰狀態(tài)下合成富鋰高鎳正極材料，能夠有效抑制陽離子混排現(xiàn)象，并減少燒結過程中對氧氣的依賴，同時通過洗滌包覆劑來洗去粒子表面殘留的Li，從而降低成品的雜質(zhì)Li含量和pH值。通過該方法制備出的富鋰高鎳正極材料晶體粒度分布均勻、晶體形貌呈類球形，具有良好的堆積密度，成品的雜質(zhì)Li含量和pH值低，電池85°C高溫鼓脹率低，
3.0V~4.3V之間的可逆容量大于180Ah/g，并且具有良好的循環(huán)性能。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一一種富鋰高鎳正極材料，所述富鋰高鎳正極材料的化學式為:Li1+nNiQ.7+xCO(l.3_x_y_zMnyMz02，其中 0.00 < x < 0.3,0.01 < y
<0.1,0.00 ^ Z < 0.03，x+y+z < 0.3,0.00 < η < 0.25，M 元素為鈷、錳、鎂、鈦、鋯、氟、硼、鋁中的一種或幾種。
[0006]所述富鋰高鎳正極材料的微觀顆粒形貌從SEM圖上看為類球形，并且，0.5 < a/b<2.0 ;其中a表示所述SEM圖類球形的縱向半徑(即長軸半徑)，b表示所述SEM圖類球形的橫向半徑(即短軸半徑)。(參照SEM附圖)。
[0007]所述一種富鋰高鎳正極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)鎳鈷錳前驅體的制備:將鎳鹽溶液、鈷鹽溶液和錳鹽溶液混合均勻，混合后溶液中的鎳、鈷、錳三種離子濃度之和為0.5mol/L~2.0mol/L,再將絡合劑溶液、沉淀劑溶液、和所述混合后溶液并流加入反應釜中，加熱攪拌進行沉淀反應，待充分反應后開始對溢出的漿料進行固液分離，分離后的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、烘干后，得到球形的鎳鈷錳前驅體，即富鋰高鎳正極材料前驅體；
[0009](2)將上述步驟(1)得到的所述富鋰高鎳正極材料前驅體進行預氧化煅燒處理，燒結溫度為300°C~800°C，燒結5~25h，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩；
[0010](3)將上述步驟(2)中過篩后的混合物和鋰鹽按照金屬陽離子和Li離子摩爾比1: (1.02~1.25)混合均勻后進行燒結，燒結溫度為650°C~950°C，燒結5~25h，期間向爐中持續(xù)通入氧氣或空氣，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩，得到富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物；[0011](4)將上述步驟(3)中得到的富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物與洗滌劑溶液加入高速混合機中；混合時間為0.1~2h，混合完畢后將固液混合物進行抽濾并烘干，過篩混合；
[0012](5)將上述步驟(4)中過篩混合后的產(chǎn)物進行燒結處理，燒結溫度為200°C~800°C，燒結5~30h，燒結完畢后隨爐冷卻，過篩后即得到富鋰高鎳正極材料。
[0013]所述的步驟(1)中所述鎳鹽為硫酸鎳或氯化鎳；所述鈷鹽為硫酸鈷、氯化鈷；所述錳鹽為硫酸錳或氯化錳。
[0014]所述步驟(1)中，所述鎳鹽溶液、鈷鹽溶液和錳鹽溶液按照Ni:Co:Μη=0.7~1.0:
0.01~0.1:0.00~0.3的摩爾比例混合。
[0015]所述的步驟(3)中所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、草酸鋰中的至少一種。
[0016]上述步驟(3)中燒結時可選擇性通入氧氣或空氣，不要求一定在氧氣氣氛中進行
燒結 ?
[0017]所述步驟(4)中，還可以向高速混合機中加入包覆劑，使其與所述步驟(3)中得到的富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物、洗滌劑溶液一起混合；經(jīng)包覆處理后能有效提高產(chǎn)品的循環(huán)性能和安全性能。
[0018]上述步驟(4)中洗滌劑溶液為去離子水、乙醇或其混合溶液中的至少一種，包覆劑所含元素為鈷、錳、鎂、鈦、鋯、氟、硼、鋁中的至少一種，包覆劑含量為0.00~0.03%，經(jīng)包覆處理后能有效提高產(chǎn)品的循環(huán)性能和安全性能。所述包覆劑含量是指所加入的包覆劑的質(zhì)量相對于所述步驟(3)中得到的富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物的質(zhì)量比例。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，發(fā)明的優(yōu)點在于:我們將前驅體氧化物與過量的Li源混合，然后在高溫下進行燒結，再通過洗滌包覆的手段，去除粒子表面殘留的Li，降低成品的雜質(zhì)Li含量和pH值，從而得到結構完美，理化性能和電性能都優(yōu)良的富鋰高鎳正極材料。通過這種方法合成的富鋰高鎳正極材料，陽離子混排度低，電性能和循環(huán)壽命優(yōu)秀；另一方面，減少了以往高鎳正極材料燒結過程對氧氣的依賴，可以在空氣氛圍中進行燒結合成，降低了生產(chǎn)難度。按本發(fā)明的制備方法制備的正極材料穩(wěn)定性和一致性較好，可實現(xiàn)自動化程度高，操作簡單，對環(huán)境污染少，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。另外采用本發(fā)明制備的正極材料中鎳含量高而鈷含量低，極大降低了原材料成本。
[0020]利用本發(fā)明制備的鋰離子電池富鋰高鎳正極材料，其比容量可達到180mAh/g?200mAh/g, IC充放電300周循環(huán)保持率大于90%，振實密度為2.3?2.9g/cm3，平均粒徑為5?20um，雜質(zhì)鋰含量小于0.2%，85°C高溫脹氣率低，說明利用本發(fā)明制備的鋰離子電池富鋰高鎳正極材料具有很高的容量和優(yōu)良的循環(huán)性能，同時擁有優(yōu)良的防高溫脹氣性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例1的產(chǎn)物的SEM圖譜；
[0022]圖2為本發(fā)明實施例1的產(chǎn)物的XRD圖譜；
[0023]圖3為本發(fā)明實施例1的產(chǎn)物的IC充放電循環(huán)容量保持率曲線。
【具體實施方式】
[0024]為了更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結合具體實施例和附圖作進一步說明。應理解，這些實施例僅用于對本發(fā)明進一步說明，而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明所述的內(nèi)容后，該領域的技術人員對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改動或調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。，
[0025]對比例I
[0026](I)鎳鈷錳前驅體的制備:按Ni:Co:Mn摩爾比0.75:0.20:0.05硫酸鎳溶液、硫酸鈷溶液、硫酸錳溶液為原料混合均勻，混合后溶液中的金屬離子濃度為1.0mol/L，再將絡合劑溶液、NaOH沉淀劑溶液和所述混合后溶液一起并流加入裝有底液的反應釜中，加熱攪拌進行沉淀反應，待充分反應后開始對溢出的漿料進行固液分離，分離后的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、烘干后，得到球形的鎳鈷錳前驅體；
[0027](2)將上述步驟(I)得到的鋰鎳鈷錳氧正極材料前驅體進行預氧化煅燒處理，燒結溫度為650°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩；
[0028](3)將上述步驟(2)中過篩后的混合物和鋰鹽按照金屬陽離子和Li離子摩爾比1:
1.02混合均勻后進行進行高溫煅燒，燒結溫度為900°C，燒結20h，期間持續(xù)通入氧氣，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩后即得到鋰鎳鈷錳氧正極材料。
[0029]經(jīng)檢測，本實施例的方法制備的高鎳系鋰鎳鈷錳氧正極材料的振實密度2.43g/cm3,雜質(zhì)鋰含量為0.36%，該正極材料加工性能較差，容易產(chǎn)生果凍現(xiàn)象，制作成電池時，容量為177mAh/g，IC充放電300周循環(huán)保持率為84.5%，電池鼓脹現(xiàn)象嚴重，85°C高溫厚度保持率 134.5%ο
[0030]實施例1
[0031](I)鎳鈷錳前驅體的制備:按Ni:Co:Mn摩爾比0.75:0.20:0.05硫酸鎳溶液、硫酸鈷溶液、硫酸錳溶液為原料混合均勻，混合后溶液中的金屬離子濃度為1.0mol/L，再將絡合劑溶液、NaOH沉淀劑溶液和所述混合后溶液一起并流加入裝有底液的反應釜中，加熱攪拌進行沉淀反應，待充分反應后開始對溢出的漿料進行固液分離，分離后的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、烘干后，得到球形的鎳鈷錳前驅體；
[0032](2)將上述步驟(I)得到的富鋰高鎳正極材料前驅體進行預氧化煅燒處理，燒結溫度為650°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩；[0033](3)將上述步驟(2)中過篩后的混合物和鋰鹽按照金屬陽離子和Li離子摩爾比1:1.10混合均勻后900°C燒結，燒結時間20h，期間向爐中持續(xù)通入空氣，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩，得到富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物；
[0034](4)將上述步驟(3)中得到的產(chǎn)物與去離子水、硝酸鋁包覆劑溶液加入高速混合機中，混合時間為lh，混合完畢后將固液混合物進行抽濾并烘干，過篩；所加入的硝酸鋁包覆劑溶液含有的硝酸鋁質(zhì)量為所述步驟(3)所得到的富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物的0.10% ；
[0035](5)將上述步驟(4)中過篩混合后的產(chǎn)物進行燒結處理，燒結溫度為600°C，燒結10h，燒結完畢后隨爐冷卻，過篩后即得到富鋰高鎳正極材料。
[0036]經(jīng)檢測，本實施例的方法制備的富鋰高鎳正極材料的振實密度2.45g/cm3,雜質(zhì)鋰含量為0.06%，該正極材料加工性能優(yōu)良，制作成電池時，容量為187mAh/g，IC充放電300周循環(huán)保持率為95.7%，電池性能良好，無鼓脹等不良變化，85°C厚度保持率為106.3%。
[0037]實施例2
[0038](I)鎳鈷錳前驅體的制備:按Ni:Co:A1摩爾比0.77:0.18:0.05硫酸鎳溶液、硫酸鈷溶液、硫酸錳溶液為原料混合均勻，混合后溶液中的金屬離子濃度為1.0mol/L，再將絡合劑溶液、NaOH沉淀劑溶液和所述混合后溶液一起并流加入裝有底液的反應釜中，加熱攪拌進行沉淀反應，待充分反應后開始對溢出的漿料進行固液分離，分離后的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、烘干后，得到球形的鎳鈷錳前驅體；
[0039](2)將上述步驟(I)得到的富鋰高鎳正極材料前驅體進行預氧化煅燒處理，燒結溫度為500°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩；
[0040](3)將上述步驟(2)中過篩后的混合物和鋰鹽按照金屬陽離子和Li離子摩爾比1:1.12混合均勻后進行850°C燒結，燒結時間18h，期間向爐中持續(xù)通入空氣，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩，得到富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物；
[0041](4)將上述步驟(3)中得到的產(chǎn)物與去離子水、以及鈦酸酯包覆劑溶液加入高速混合機中，混合時間為1.5h，混合完畢后將固液混合物進行抽濾并烘干，過篩；所加入的鈦酸酯包覆劑溶液含有的鈦酸酯質(zhì)量為所述步驟(3)所得到的富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物的0.10% ；
[0042](5)將上述步驟(4)中過篩混合后的產(chǎn)物進行燒結處理，燒結溫度為700°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，過篩后即得到富鋰高鎳正極材料。
[0043]經(jīng)檢測，本實施例的方法制備的富鋰高鎳正極材料的振實密度2.43g/cm3,雜質(zhì)鋰含量為0.05%，該正極材料加工性能優(yōu)良，制作成電池時，容量為189mAh/g，IC充放電300周循環(huán)保持率為95.5%，電池性能良好，無鼓脹等不良變化，85°C厚度保持率為107.1%。
[0044]實施例3
[0045](I)鎳鈷錳前驅體的制備:按Ni:Co:A1摩爾比0.80:0.15:0.05氯化鎳溶液、氯化鈷溶液、氯化錳溶液為原料混合均勻，混合后溶液中的金屬離子濃度為1.5mol/L，再將絡合劑溶液、NaOH沉淀劑溶液和所述混合后溶液一起并流加入裝有底液的反應釜中，加熱攪拌進行沉淀反應，待充分反應后開始對溢出的漿料進行固液分離，分離后的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、烘干后，得到球形的鎳鈷錳前驅體；
[0046](2)將上述步驟(I)得到的富鋰高鎳正極材料前驅體進行預氧化煅燒處理，燒結溫度為450°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩；[0047](3)將上述步驟(2)中過篩后的混合物和鋰鹽按照金屬陽離子和Li離子摩爾比1:1.15混合均勻后進行為830°C燒結，燒結時間15h，期間向爐中持續(xù)通入空氣，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩，得到富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物；
[0048](4)將上述步驟(3)中得到的產(chǎn)物與去離子水、以及硝酸鋁包覆劑溶液加入高速混合機中，混合時間為2h，混合完畢后將固液混合物進行抽濾并烘干，過篩；所加入的硝酸鋁包覆劑溶液含有的硝酸鋁質(zhì)量為所述步驟(3)所得到的富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物的
0.20% ；
[0049](5)將上述步驟(4)中過篩混合后的產(chǎn)物進行燒結處理，燒結溫度為550°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，過篩后即得到富鋰高鎳正極材料。
[0050]經(jīng)檢測，本實施例的方法制備的富鋰高鎳正極材料的振實密度2.49g/cm3,雜質(zhì)鋰含量為0.07%，該正極材料加工性能優(yōu)良，制作成電池時，容量為192mAh/g，IC充放電300周循環(huán)保持率為95.3%，電池性能良好，無鼓脹等不良變化，85°C厚度保持率為108.6%。
[0051]實施例4
[0052](I)鎳鈷錳前驅體的制備:按Ni:Co:A1摩爾比0.83:0.10:0.07氯化鎳溶液、氯化鈷溶液、氯化錳溶液為原料混合均勻，混合后溶液中的金屬離子濃度為1.5mol/L，再將絡合劑溶液、NaOH沉淀劑溶液和所述混合后溶液一起并流加入裝有底液的反應釜中，加熱攪拌進行沉淀反應，待充分反應后開始對溢出的漿料進行固液分離，分離后的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、烘干后，得到球形的鎳鈷錳前驅體；
[0053](2)將上述步驟(I)得到的富鋰高鎳正極材料前驅體進行預氧化煅燒處理，燒結溫度為480°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩；
[0054](3)將上述步驟(2)中過篩后的混合物和鋰鹽按照金屬陽離子和Li離子摩爾比1:1.10混合均勻后進行800°C燒結，燒結時間12h，期間向爐中持續(xù)通入空氣，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩，得到富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物；
[0055](4)將上述步驟(3)中得到的產(chǎn)物與乙醇、以及硝酸鎂包覆劑溶液加入高速混合機中，同時加入一定量的鈦酸酯，混合時間為2h，混合完畢后將固液混合物進行抽濾并烘干，過篩；所加入的硝酸鎂包覆劑溶液含有的硝酸鎂質(zhì)量為所述步驟(3)所得到的富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物的0.10% ；
[0056](5)將上述步驟(4)中過篩混合后的產(chǎn)物進行燒結處理，燒結溫度為450°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，過篩后即得到富鋰高鎳正極材料。
[0057]經(jīng)檢測，本實施例的方法制備的富鋰高鎳正極材料的振實密度2.48g/cm3,雜質(zhì)鋰含量為0.06%，該正極材料加工性能優(yōu)良，制作成電池時，容量為190mAh/g，IC充放電300周循環(huán)保持率為96.2%，電池性能良好，無鼓脹等不良變化，85°C厚度保持率為107.5%。
[0058]實施例5
[0059](I)鎳鈷錳前驅體的制備:按Ni:Co:A1摩爾比0.85:0.12:0.03氯化鎳溶液、氯化鈷溶液、氯化錳溶液為原料混合均勻，混合后溶液中的金屬離子濃度為1.5mol/L，再將絡合劑溶液、NaOH沉淀劑溶液和所述混合后溶液一起并流加入裝有底液的反應釜中，加熱攪拌進行沉淀反應，待充分反應后開始對溢出的漿料進行固液分離，分離后的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、烘干后，得到球形的鎳鈷錳前驅體；
[0060](2)將上述步驟(I)得到的富鋰高鎳正極材料前驅體進行預氧化煅燒處理，燒結溫度為600°C，燒結10h，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩；
[0061](3)將上述步驟(2)中過篩后的混合物和鋰鹽按照金屬陽離子和Li離子摩爾比
1:1.09混合均勻后進行770°C燒結，燒結時間10h，期間向爐中持續(xù)通入空氣，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩，得到富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物；
[0062](4)將上述步驟(3)中得到的產(chǎn)物與去離子水和乙醇的混合溶液加入高速混合機中，混合時間為2h，混合完畢后將固液混合物進行抽濾并烘干，過篩；
[0063](5)將上述步驟(4)中過篩混合后的產(chǎn)物進行燒結處理，燒結溫度為550°C，燒結12h，燒結完畢后隨爐冷卻，過篩后即得到富鋰高鎳正極材料。
[0064]經(jīng)檢測，本實施例的方法制備的富鋰高鎳正極材料的振實密度2.45g/cm3,雜質(zhì)鋰含量為0.08%，該正極材料加工性能優(yōu)良，制作成電池時，容量為194mAh/g，IC充放電300周循環(huán)保持率為95.2%，電池性能良好，無鼓脹等不良變化，85°C厚度保持率為109.4%。
[0065]表1為本發(fā)明實施例產(chǎn)物的電池性能對比；
[0066]
【權利要求】
1.一種富鋰高鎳正極材料，其特征在于，所述富鋰高鎳正極材料的化學式為:Li1+nNiaPxCotl3_x_y_zMnyMz02,其中 0.00 < x < 0.3,0.01 < y < 0.1,0.00 ^ z < 0.03, x+y+z<0.3,0.00 <n< 0.25，M元素為鈷、錳、鎂、鈦、鋯、氟、硼、鋁中的一種或幾種。
2.如權利要求1所述的一種富鋰高鎳正極材料，其特征在于，所述富鋰高鎳正極材料的微觀顆粒形貌從SEM圖上看為類球形，并且，0.5 < a/b < 2.0 ;其中a表示所述SEM圖類球形的縱向半徑，b表示所述SEM圖類球形的橫向半徑。
3.上述權利要求所述一種富鋰高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (I)鎳鈷錳前驅體的制備:將鎳鹽溶液、鈷鹽溶液和錳鹽溶液混合均勻，混合后溶液中的鎳、鈷、錳三種離子濃度之和為0.5mol/L~2.0mol/L,再將絡合劑溶液、沉淀劑溶液、和所述混合后溶液并流加入反應釜中，加熱攪拌進行沉淀反應，待充分反應后開始對溢出的漿料進行固液分離，分離后的固體產(chǎn)物經(jīng)洗滌、烘干后，得到球形的鎳鈷錳前驅體，即富鋰高鎳正極材料前驅體； (2 )將上述步驟(1)得到的所述富鋰高鎳正極材料前驅體進行預氧化煅燒處理，燒結溫度為300°C~800°C，燒結5~25h，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩； (3)將上述步驟(2)中過篩后的混合物和鋰鹽按照金屬陽離子和Li離子摩爾比1:(1.02~1.25)混合均勻后進行燒結，燒結溫度為650°C~950°C，燒結5~25h，期間向爐中持續(xù)通入氧氣或空氣，燒結完畢后隨爐冷卻，破碎過篩，得到富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物； (4)將上述步驟(3)中得到的富鋰高鎳正極材料中間產(chǎn)物與洗滌劑溶液加入高速混合機中；混合時間為0.1~2h，混合完畢后將固液混合物進行抽濾并烘干，過篩混合； (5)將上述步驟(4)中過篩 混合后的產(chǎn)物進行燒結處理，燒結溫度為200°C~800°C，燒結5~30h，燒結完畢后隨爐冷卻，過篩后即得到富鋰高鎳正極材料。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種富鋰高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(I)中所述鎳鹽為硫酸鎳或氯化鎳；所述鈷鹽為硫酸鈷、氯化鈷；所述錳鹽為硫酸錳或氯化猛。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種富鋰高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述鎳鹽溶液、鈷鹽溶液和錳鹽溶液按照Ni:Co:Mn=0.7~1.0:0.01~0.1:0.00~0.3的摩爾比例混合。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種富鋰高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)中所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、草酸鋰中的至少一種。
7.根據(jù)權利要求3所述的一種富鋰高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(4)中所述洗滌劑溶液為去離子水、乙醇或其混合溶液的至少一種。
8.根據(jù)權利要求3所述的一種富鋰高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中,還向高速混合機中加入包覆劑。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種富鋰高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述包覆劑所用元素為鈷、錳、鎂、鈦、鋯、氟、硼、鋁中的至少一種，包覆劑含量為0.00~0.3%。
【文檔編號】H01M4/505GK103825016SQ201410050432
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權日:2014年2月13日
【發(fā)明者】陳漲宗, 袁徐俊, 沙金, 沈震雷 申請人:寧波金和新材料股份有限公司