[发明专利]一种动力NCM正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，特别是涉及一种动力NCM正极材料的制备 方法。

背景技术

正极材料是锂离子电池的核心关键材料，决定了锂离子电池的性能和成本。可用于动 力电池的正极材料的研究热点主要集中在锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、三元NCM(包 括NCA)三大体系材料中。

虽然三元NCM动力材料在能量密度、循环性能、高低温性能、热安全性等方面已基本 可以达到实际应用的要求，但电池成本相对LMO和LFP而言较高也是不争的事实。成本俨 然成了制约NCM材料大规模应用于动力电池领域的一个关键因素。如果能提高NCM正极材 料产品质量，提高其循环寿命，超长的循环寿命必然会降低动力电池在全寿命周期内的材 料使用成本，那么单次循环成本也可以降到最低。

目前公知的NCM正极材料产业化的方法主要为共沉淀-高温固相法，改性处理也是基 本基于这个过程进行的。

申请号为CN201510071831、公开号为CN104701506A、名称为“钛溶胶包覆改性三元 正极材料的制备方法”的发明专利，首先制备钛溶胶，然后将一定的钛溶胶加入无水乙醇 中，将大颗粒三元材料加入，搅拌、干燥后烧结。该发明专利通过优化包覆工艺对三元正 极材料进行改性，可有效改善材料的首次库仑效率和放电比容量，但对材料的循环性能等 其它方面没有明显改善，而且包覆工艺还要大量使用酒精，对工艺设备和车间条件(防爆 车间)要求较高，酒精的回收利用还需要额外增加处理成本等技术问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种动力NCM正极材料的制备方法。

本发明的目的是提供一种具有工艺简单，操作方便，材料成本低，综合电化学性能好， 生产可行性程度高，非常适合规模化操作等特点的动力NCM正极材料的制备方法。

该发明对NCM动力材料的理化指标进行了优化，采用独特的二次配锂二次烧结和液 相包覆改性工艺，结合去磁性物质工艺，可以极大的改善NCM动力材料的循环性能，节省 动力电池材料成本。

本发明工作原理：高端动力电池一般对正极材料的能量密度、倍率性能、高低温储存 及循环性能、循环寿命、安全性能、成本等要求较高，要同时或大部分满足动力电池各方 面的要求必须对正极材料进行革命性的改性提升，而这主要依赖于掺杂与包覆等改性手段 以及特殊的烧结和后处理工艺。掺杂和包覆是一个简单而神秘的工艺，通过掺杂可以使材 料结构在储存和循环过程中保持持续稳定并抑制相变发生，还可以显著改善材料离子电导 率；通过包覆可以稳定材料表面状态和抑制副反应的发生，掺杂与包覆联合改性可以达到 事半功倍的效果，进而达到对材料整体性能提升的效果。本发明通过在前驱体共沉淀环节 掺杂微量元素，形成原子级别均匀掺杂，一次配锂烧结后再进行液相包覆、再二次配锂烧 结的过程，使材料结构得到显著优化，才使得材料具备优越的综合电化学性能。

本发明动力NCM正极材料的制备方法所采取的技术方案是：

一种动力NCM正极材料的制备方法，其特点是：动力NCM正极材料的制备过程包括以 下工艺步骤，

步骤一：前驱体Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂的制备，M为Al、Y中的一种或两种，

(1)配制溶液