[发明专利]一种类单晶镍钴锰酸锂的制备方法

说明书

本发明提供一种类单晶镍钴锰酸锂的制备方法，包括：第一步：配制过渡金属盐溶液、加入络合剂或配制络合剂溶液、配制配置pH调节溶液；第二步：制备镍钴锰金属沉淀物：将第一步配制好的各种溶液通过不同的进料管同时连续泵入到反应釜中，将装有锰盐的反应器与反应釜的进料口连接，并通保护气，加热，在该反应器中连续加入氧化剂，反应，调整保护气的流量，将反应生成的锰氧化物带入到反应釜中，控制反应釜内pH值进行沉淀反应，反应结束后得到镍钴锰金属沉淀物；第三步：预烧结制备镍钴锰前驱体；第四步：锂化烧结，得到类单晶镍钴锰酸锂正极材料。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体的，涉及一种类单晶镍钴锰酸锂的制备方法。

背景技术

目前已经产业化的正极材料主要有LiCoO2、LiFePO4、Li2MnO4和三元正极材料。其中，镍钴锰三元材料是新一代锂离子三元正极材料研究的热点之一。但是，目前国内外厂家生产的三元正极材料都为细小晶粒（也就是一次颗粒）团聚成的二次球形颗粒，存在如下缺点：1.颗粒内部存在空隙，降低压实密度；2.颗粒尺寸过大，结构不稳定不耐压，容易破碎导致循环性差；3.颗粒内部无序生长，材料的倍率性能低。

为了解决上述问题，现有技术提供了单晶类三元正极材料的制备方法，例如CN104979546B、CN106159251A、CN106450282A等。目前合成类单晶的方法主要有喷雾干燥、共沉淀、高温固相法等，主流方法是通过共沉淀合成前驱体，共沉淀法分为小粒度以及大粒度破碎合成类单晶镍钴锰酸锂。

其中，合成类单晶镍钴锰酸锂存在以下缺点：

第一：小粒度在合成过程中对反应条件要求严格，颗粒粒度太小时比表面大，造成前驱体颗粒团聚，导致球形度差内部空隙增多，在后续煅烧工序会造成成品粒度过大，径距过宽，而且小粒度生长时间比较少，前驱体的结晶性有序性较差。

第二：通过常规方法制备出来的小颗粒前驱体由于比表面过大，其表面能大于大颗粒前驱体，所以在烧结之前会产生团聚现象，团聚出来的前驱体经过烧结后颗粒会呈现拼接形貌，且由于团聚的产生拉大的粒径分布的距离，在后续工序如包覆是会产生包覆死角，颗粒一致性较差。并且由于团聚后产生的颗粒其颗粒强度没有原位生长的前驱体颗粒强度高，在后续的制备电池的应用过程中如辊压步骤中会被压碎，暴露出非包覆界面，其未包覆颗粒表面会与电解液产生副反应，会造成如电池鼓包胀气等严重后果，极大的降低了材料的循环稳定性。

第三：常规方法合成的小颗粒生长时间短于大颗粒，小颗粒的晶体结构的结晶有序性是弱于大颗粒的，当前驱体结晶性低时，经过高温锂化后产生的正极材料也会有相应的继承，并且可能产生杂相造成材料的电性能劣化，这些都会对材料的性能产生影响。

因此，单晶镍钴锰三元正极材料的制备方法仍有待改进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种类单晶镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

本发明是发明人基于以下认知提出的：