[发明专利]一种具备核壳结构的锂离子正极材料前驱体制备方法

说明书

本发明公开了一种掺钛锂离子正极材料前驱体的制备方法，主要包括以下制备步骤：S1，制备钴盐溶液、液碱溶液、钛‑络合液混合溶液备用；S2，将钴盐溶液、液碱溶液、钛‑络合液混合溶液并流加入到反应釜中进行反应，通过共沉淀法制备得到均匀掺钛的氢氧化钴，通过离心洗涤处理去除氢氧化钴中的其它杂质元素，得到杂质含量合格的氢氧化钴；S3，掺钛氢氧化钴进行烧结和混批除磁处理，得到掺钛氧化钴前驱体。采用本发明工艺合成的掺钛锂离子正极材料前驱体，在保证所制备的掺钛锂离子正极材料前驱体强度的同时，所制备的钛元素均匀分布于前驱体更加均匀，有效的弥补了现有技术的缺陷，具有良好的实用性。

技术领域

本发明涉及新能源电池材料技术领域，尤其涉及一种具备核壳结构的锂离子正极材料前驱体制备方法。

背景技术

锂离子电池凭借其高容量、低污染、高功率等特点在新能源汽车市场具有巨大的应用前景，三元前驱体因其较强的综合性能作为锂离子电池正极时具有很好的发展空间，目前改善锂离子电池高电压性能技术方法有体相掺杂、核壳结构等；核壳结构被认为是一种非常具有灵活可变性能调整的一种结构，可实现核纯相壳掺杂相，或者核壳不同纯相，此外还可以发展由核心到外壳的浓度梯度的掺杂。

核壳结构中，一般选用结构更稳定的、高倍率性能的材料结构做为壳，因为在锂离子电池中，与电解液直接接触的就是壳，壳层是受电解液锂离子冲击，锂离子充放电过程中迁入迁出的第一站，且锂离子电池的晶体结构坍塌都是从表面壳层开始的；本发明采用价格低廉、稳定性好的锰基材料作核壳，赋予了三元前驱体高电压、结构稳定的材料特性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种具备核壳结构的锂离子正极材料前驱体制备方法。

为满足现今行业内对锂离子电池性能有更严格的要求，本发明采用了如下技术方案：

一种具备核壳结构的锂离子正极材料前驱体制备方法，包括如下步骤：

S1，配制多元混合溶液、锰盐溶液、液碱溶液和氨水备用，多元混合溶液包括镍盐溶液、钴盐溶液、锰盐溶液中的至少一种；

S2，在特定的反应条件下，将多元混合溶液与液碱溶液、氨水加入到底液为加热纯水的反应釜中，进行共沉淀反应，停止进料，再将锰盐溶液加入到反应釜中，得到前驱体；

S3，通过离心、洗涤、干燥处理得到锰核壳三元前驱体。

作为优选地，在S1中，所述镍盐溶液由硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、醋酸镍晶体中的至少一种溶解制配而成，所述钴盐溶液由硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、醋酸钴晶体中的至少一种溶解制配而成，所述锰盐溶液由硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、醋酸锰晶体中的至少一种溶解制配而成。

作为优选地，在S1中，所配制的多元混合溶液中Ni:Co:Mn的摩尔比为4.4-5.1:1.75-2.35:2.85-3.15，所配制的锰盐溶液质量浓度为2.95-3.0 g/L。

作为优选地，在S1中，配制成总金属浓度为90-125g/L的金属盐溶液。

作为优选地，在S1中，由32工业液碱与工业纯水稀释制成浓度为11.6-21.3%的液碱溶液，氨水中氨浓度NH₃•H₂O保持在4.9-25.6g/L范围内。

作为优选地，在S2中，特定的反应条件为：反应温度应保持在45-95℃范围内，溶液PH应保持在9.7-13.2范围内。

作为优选地，在S2中，反应釜的底液为加热温度为40-75℃的纯水。

作为优选地，在S2中，将多元混合溶液、液碱溶液和氨水以定量泵定量并流的方式加入到反应釜中，多元混合溶液进料流速为50-70L/h，液碱溶液流速为18-30 L/h，氨水流速为30-150 mL/min，反应过程中搅拌线速度为250-400r/s。