[发明专利]一种高镍三元材料前驱体的预氧化方法及所得前驱体材料

说明书

本发明公开了一种高镍三元材料前驱体的预氧化方法及所得前驱体材料，属于锂电材料技术领域。高镍三元材料前驱体的预氧化方法包括：将通过共沉淀方式沉淀、离心处理得到的含水量小于10％的高镍三元材料前驱体，与强氧化性物质进行反应，实现对高镍三元材料前驱体的预氧化，其中，强氧化性物质为ClO₂、Cl₂、O₃、Cl₂O和Cl₂O₇中的一种或几种。本发明利用强氧化性物质具有强氧化的特性，使之与离心后的前驱体发生反应。本发明通过对前驱体的预处理，使过渡金属在高温烧结前先形成符合目标产物的高价态，能明显降低反应的难度并有利于材料电性能的充分发挥。

技术领域

本发明涉及锂电材料技术领域，具体而言，涉及一种高镍三元材料前驱体的预氧化方法及所得前驱体材料。

背景技术

三元材料或富锂锰等锂电材料一般由两种及两种以上的过渡金属构成，因此在合成时往往采用先将过渡金属共沉淀，而后加锂盐混合后再进行高温烧结而成。

一般地，多种过渡金属共沉淀多以低价(+2价)的形式形成氢氧化物或碳酸盐，而对于高镍材料或富锰材料而言，这些低价态的过渡金属往往在高温烧结中要与氧形成高价态的Mn⁴⁺或Ni³⁺，在高温固相反应中，这些过渡金属元素价态的转化往往意味着各种原子的结构重整，容易导致氧化反应的不彻底性。而通过对前驱体的预处理，使过渡金属在高温烧结前先形成符合目标产物的高价态，能明显降低反应的难度并有利于材料电性能的充分发挥。

然而目前关于前驱体预氧化大多采用在水溶液中添加氧化剂的方式，给现有的前驱体制备带来很多工艺处理上的困难，如在连续工艺下氧化剂的反应动力学与前驱体球生长的同步性如何保障？使用的氧化剂如过硫酸盐、过氧碳酸盐、过氧化物在连续化工艺中的残留问题如何处理？类似技术的这类缺点导致了相关技术并未得到普及应用。因此，如何快速有效的对前驱体进行预氧化是亟待解决的问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高镍三元材料前驱体的预氧化方法及所得前驱体材料。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种高镍三元材料前驱体的预氧化方法，其包括：将通过共沉淀方式沉淀、离心处理得到的含水量小于10％的高镍三元材料前驱体，与强氧化性物质进行反应，实现对高镍三元材料前驱体的预氧化，其中，强氧化性物质为ClO₂、Cl₂、O₃、Cl₂O和Cl₂O₇中的一种或几种。

本发明还提供一种根据上述制备方法制备得到的锂电池前驱体材料。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种高镍三元材料前驱体的预氧化方法及所得前驱体材料。其包括：将通过共沉淀方式沉淀、离心处理得到的含水量小于10％的高镍三元材料前驱体，与强氧化性物质进行反应，实现对高镍三元材料前驱体的预氧化，其中，强氧化性物质为ClO₂、Cl₂、O₃、Cl₂O和Cl₂O₇中的一种或几种。以强氧化性物质为ClO₂为例，本发明利用强氧化性物质具有强氧化的特性，使之与通过共沉淀方式沉淀、离心后含水量小于10％的前驱体发生反应，将低价态的过渡金属离子氧化成高价态的金属离子，使过渡金属在高温烧结前先形成符合目标产物的高价态，明显降低反应的难度并有利于材料电性能的充分发挥。

附图说明