[发明专利]高镍材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种高镍材料及其制备方法和应用。其中，制备高镍材料的方法包括：(1)将高镍材料前驱体与锂盐和助熔剂混合后在200～600摄氏度下进行一次焙烧；(2)将步骤(1)得到的焙烧产物水洗后烘干；(3)将步骤(2)得到的水洗烘干料进行二次焙烧，以便得到高镍材料。本发明所述制备高镍材料的方法可以显著降低高镍材料表面的氢氧化锂，在材料存储和使用过程中，表面相应形成的碳酸锂也会减少。该高镍材料用于高镍正极材料时，可以有效避免电芯在使用过程中的溶胀现象，从而保证锂电池的完整性和稳定性，同时本发明的方法可以在较低的温度下进行，并且不会对高镍正极材料表面产生影响，进而保证了材料的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种高镍材料及其制备方法和应用。

背景技术

当前，新能源汽车对安全性及续航里程的要求逐步提高。动力电池作为新能源汽车的核心零部件，其性能对新能源汽车的发展起着决定性的作用。为满足锂离子动力电池高能量密度需求，正极材料目前普遍采用高镍正极。然而，高镍正极材料虽然容量较高，但循环稳定性差，对环境湿度要求更高，也更易吸收空气中的水分和二氧化碳，在其表面形成更多的氢氧化锂和碳酸锂。高镍正极材料表面的氢氧化锂会影响正极浆料的稳定性，含量高时会导致浆料出现果冻现象，极大地降低浆料涂布效果；而碳酸锂会在材料循环过程中分解产生二氧化碳，导致电芯使用过程中出现胀气现象。

因此，现有的制备高镍正极材料的技术有待进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种制备高镍材料的方法，以解决材料表面完整性和稳定性差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的制备高镍材料的方法包括：(1)将高镍材料前驱体与锂盐和助熔剂混合后在200～600摄氏度下进行一次焙烧；(2)将步骤(1)得到的焙烧产物水洗后烘干；(3)将步骤(2)得到的水洗烘干料进行二次焙烧，以便得到高镍材料。

根据本发明的一些实施例，在步骤(1)中，所述高镍材料前驱体与所述锂盐和所述助熔剂的质量比为100：(40～60)：(1～10)。

根据本发明的一些实施例，在步骤(1)中，所述高镍材料前驱体为(Ni_xCo_yMn_z)(OH)₂或(Ni_xCo_yMn_z)CO₃，其中，0.5≦x≦1，0≦y≦0.5，0≦z≦0.5，x+y+z＝1。

根据本发明的一些实施例，在步骤(1)中，所述锂盐为选自LiOH、Li₂CO₃、CH₃COOLi和Li₂C₂O₄中的至少之一。

根据本发明的一些实施例，在步骤(1)中，所述助熔剂为Mg(OH)₂、MgCO₃、Ca(OH)₂、CaCO₃、SrCO₃、Sr(OH)₂、KCl、KBr、B₂O₃和B(OH)₃中的至少之一。

根据本发明的一些实施例，在步骤(2)中，所述水洗过程中水与所述焙烧产物的比例为(1～5):1，水洗时间为1～15分钟。

根据本发明的一些实施例，在步骤(2)中，所述烘干温度为100～180摄氏度。

根据本发明的一些实施例，在步骤(3)中，所述二次焙烧温度为700～900摄氏度，时间为6～14小时。

相对于现有技术，本发明所述的制备高镍材料的方法具有以下优势：