[发明专利]高镍三元材料(NCW)的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明提出一种高镍三元材料（NCW）的制备方法及其产品和应用，首先采用共沉淀法制备[Ni_xCo_yW_z](OH)₂前驱体，将镍盐、钴盐和氧化钨按照镍钴钨元素化学计量比在水溶液中充分混合均匀，在惰性气体气氛下，在反应器中同时加入氨水，同时溶液中通入氮气来赶走溶液中的氧气，反应完全后，对沉淀物进行清洗、过滤、100℃真空中烘干；然后将[Ni_xCo_yW_z](OH)₂前驱体与LiOH∙H₂O充分混合均匀后，在氧气气氛下，750℃下焙烧10 h，升温速率5℃每分钟，然后自然冷却，得到最终产物Li[Ni_xCo_yW_z]O₂。制备方法简单可控，制备的新型高镍三元材料具有首效高、循环稳定性好等特点。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及到一种高镍三元材料的制备方法及其产品和应用，应用于锂离子电池。

背景技术

随着锂离子电池的高速发展，并且在政策的大力引导下，大容量锂离子电池成为人们研究的热点，而正极材料的性能对锂离子电池的电化学性能起着决定性的作用，因此，对锂离子电池正极材料的研发显得尤为重要。

当前，高镍NCM正极材料具有高容量、低成本和原料来源丰富等优点，是一种极有应用前景的锂离子电池材料。高镍三元正极材料的容量主要来自Ni²⁺/Ni⁴⁺氧化还原，所以镍含量越高，材料的容量也越大。但是Ni含量升高后，高镍三元正极材料会带来一系列棘手的技术问题，如锂混排，循环差，产气等。

为此，为了克服高镍NCM固有的不稳定性，本发明通过用W代替M，开发了一种具有高循环稳定性的新型正极Li[Ni_xCo_yW_z]O₂，从而获得高度循环稳定性的新型层状氧化物正极材料。该制备方法操作简便，工艺简单，适用于工业化生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种高镍三元材料（NCW）的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的高镍三元材料（NCW）产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种高镍三元材料（NCW）的制备方法，所述高镍三元材料通式为Li[Ni_xCo_yW_z]O₂，其中x+y+z=1，x≥0 .8，y+z≤0.2，其特征在于，该制备方法的具体步骤为：

（1）采用共沉淀法，将镍源化合物、钴源化合物、溶解了的氧化钨溶液按x：y：z的摩尔比配置为1mol/L的镍钴钨源化合物混合水溶液，采用的氨水浓度为氨水比例为25%，将浓氨水溶液加入镍钴钨源化合物混合水溶液中，整个反应都是在惰性气氛下完成，溶液中也不间断通入氮气，反应完全然后将前驱体浆料抽滤、洗涤,在真空干燥箱内100℃干燥12h,得到[Ni_xCo_yW_z](OH)₂前驱体粉末；

（2）将[Ni_xCo_yW_z](OH)₂前驱体与LiOH∙H₂O充分混合均匀，摩尔比为(Li:(Ni+Co+W) =1.01:1，然后在氧气气氛下，750 °C下焙烧10 h，升温速率5℃每分钟，自然冷却，然后将粉体取出，得到最终产物Li[Ni_xCo_yW_z]O₂。