[发明专利]一种高循环与结构稳定的三元材料制备方法

权利要求书

1.一种高循环与结构稳定的三元材料制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

S1、准备不同中位粒径的镍钴锰三元材料前驱体，将每种中位粒径的镍钴锰三元材料前驱体与锂源、掺杂化合物进行混合球磨，然后经过烧结、破碎、过筛，最后得到多种不同中位粒径的三元材料；

S2、将得到的多种不同中位粒径的三元材料按比例混合，得到混合三元材料；

S3、将所述混合三元材料加入至去离子水中搅拌，然后滴加硅酸锂水溶液并继续搅拌，反应完成后将得到的浆液进行过滤、蒸干、干燥，最后进行烧结、破碎、过筛得到目标三元材料。

2.如权利要求1所述高循环与结构稳定的三元材料制备方法，其特征在于，在步骤S1中，将锂源、掺杂化合物与中位粒径Mμm的镍钴锰三元材料前驱体进行混合球磨，然后经过烧结、破碎、过筛得到三元材料B1；将锂源、掺杂化合物与中位粒径Nμm的镍钴锰三元材料前驱体进行混合球磨，然后经过烧结、破碎、过筛得到三元材料B2，这里M大于N；在步骤S2中，将三元材料B1、B2按照5:5～8:2的比例进行混合得到混合三元材料B3。

3.如权利要求2所述高循环与结构稳定的三元材料制备方法，其特征在于，在制备三元材料B1和B2时，所述镍钴锰三元材料前驱体中摩尔比Ni：Co：Mn＝0.5：0.2:0.3，锂源与镍钴锰三元材料前驱体的摩尔比Li/(Ni+Co+Mn)＝1.01～1.05，将锂源、掺杂化合物与镍钴锰三元材料前驱体在行星型球磨机中以300r/min自转速度和10r/min公转速度进行混料1～3h得到调和粉，烧结时将调和粉以1.5～5℃/min的速率升温至T1并恒温1～3h，然后继续以1.5～5℃/min的速率升温至T2并恒温8～15h，然后破碎、过筛得到三元材料；其中得到的三元材料B1的中位粒径为12～16μm，得到的三元材料B2的中位粒径为5～9μm。

4.如权利要求3所述高循环与结构稳定的三元材料制备方法，其特征在于，M为12～16μm，N为5～9μm，所述掺杂化合物为纳米级材料，中位粒径＜50nm。

5.如权利要求4所述高循环与结构稳定的三元材料制备方法，其特征在于，所述掺杂化合物中为F盐、Co盐、Si的氧化物的混合，其中F盐为NaF、LiF、MgF₂、CaF₂中的一种或多种，Co盐为Co₃O₄、CoC₂O₄、CoCO₃、Co(OH)₃中的一种或多种，Si的氧化物为α-SiO₂、β-SiO₂中的一种或两种。

6.如权利要求3所述高循环与结构稳定的三元材料制备方法，其特征在于，温度T1为180～250℃，T2为890～950℃。

7.如权利要求1所述高循环与结构稳定的三元材料制备方法，其特征在于，步骤S3滴加的硅酸锂水溶液制备过程如下：

将硅酸盐经阳离子交换树脂得到SiO₂溶液，将所述SiO₂溶液与氢氧化锂水溶液反应，搅拌20～60min得到硅酸锂稀溶液，然后将得到的硅酸锂稀溶液在50～90℃温度下蒸发浓缩得到浓度为10％～50％的硅酸锂水溶液。

8.如权利要求7所述高循环与结构稳定的三元材料制备方法，其特征在于，所述硅酸盐为MgSiO₃、K₂SiO₃、Na₂SiO₃中的一种或多种，所述SiO₂溶液浓度为2％～5％，SiO₂溶液中SiO₂粒径为1～4nm。