[发明专利]一种镍钴锰前驱体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种镍钴锰前驱体，所述镍钴锰前驱体为由通式为Ni_xCo_yMn_1‑x‑yM的一次颗粒和通式为M’@Ni_xCo_yMn_1‑x‑yM的一次颗粒堆积而成的二次颗粒；其中，M为CO₃^2‑或(OH)₂^2‑；M’为成核剂；0＜x＜1；0＜y＜1；x+y＜1；所述镍钴锰前驱体的粒径为10μm～50μm。与现有技术相比，本发明提供的镍钴锰前驱体通过对共沉淀反应进行优化，有效地控制了一次颗粒的形貌、粒径和堆积效果，得到了具有较高的振实密度的二次颗粒，从而有利于锂离子电池能量密度的提升。实验结果表明，本发明提供的镍钴锰前驱体的振实密度在2.3g/cm³以上。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，更具体地说，是涉及一种镍钴锰前驱体及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种已经广泛应用于手机、笔记本电脑等数码产品的二次电池，具有放电电压高、安全性好、充放电寿命长及环境友好等优点。目前，已经大规模商业化生产的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料。其中，钴酸锂放电比容量较高但是价格昂贵且安全性能较差；磷酸铁锂安全性能好但是材料一致性较差；三元材料价格适中但是安全性能较差；而锰酸锂具有放电电压高、价格低廉、储量丰富、安全性能高等优点，成为锂离子电池正极材料的主要发展方向。但是，锰酸锂正极材料高温循环性能差，限制了锰酸锂正极材料在动力电池和储能领域的应用。而镍钴锰酸锂具有比容量高、热稳定性好等优点，成为最有潜力的一种锂离子电池正极材料，在电动汽车等动力领域具有很好的应用前景。

目前，制备镍钴锰酸锂(LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂)的常用方法有高温固相法和共沉淀-高温固相法。其中，高温固相法是将锂源、镍源、钴源和锰源等原料球磨混合均匀，再进行高温煅烧，该方法的缺点是难以将镍钴锰三种元素混合均匀，因此就不能充分发挥三者的协同作用，致使材料的比容量难以正常发挥，而且此法制备的材料形貌难以控制，通常合成的粉体材料颗粒形貌不规则，这类材料的堆积密度低，流动性差，不利于正极材料的制作，阻碍该类材料的实际应用；而共沉淀-高温固相法通过首先制备镍钴锰前驱体，再将镍钴锰前驱体与锂源混合后进行高温煅烧，能够有效解决高温固相法存在的的缺点。

但是，现有技术制备得到的镍钴锰前驱体的振实密度不高，限制了锂离子电池能量密度的提升。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镍钴锰前驱体及其制备方法，本发明提供的镍钴锰前驱体具有较高的振实密度。

本发明提供了一种镍钴锰前驱体，所述镍钴锰前驱体为由通式为式(I)的一次颗粒和通式为式(II)的一次颗粒堆积而成的二次颗粒；

Ni_xCo_yMn_1-x-yM 式(I)；

M’@Ni_xCo_yMn_1-x-yM 式(II)；

其中，M为CO₃^2-或(OH)2^2-；M’为成核剂；0＜x＜1；0＜y＜1；x+y＜1；

所述镍钴锰前驱体的粒径为10μm～50μm。

优选的，所述成核剂包括物理吸附的成核剂、离子吸附的成核剂和自解离型的成核剂中的一种或多种。

优选的，所述通式为式(I)的一次颗粒的粒径为1μm～7μm；

所述通式为式(I)的一次颗粒与通式为式(II)的一次颗粒的粒径比为(0.1～0.4)：1。