[发明专利]一种NCM811型三元材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种NCM811型三元材料的制备方法。这种NCM811型三元材料的制备方法包括以下步骤：1)使用共沉淀法制备三元材料前驱体Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂；2)将三元材料前驱体加热处理，所得的产物与锂源混合均匀，得到原料混合粉；3)将原料混合粉在氧气气氛中烧结，两次粉碎，洗涤，得到正极基材；4)将正极基材和锆源包覆液混合，得到正极浆料；5)将正极浆料干燥，烧结，破碎，均质化，除铁，筛分，得到成品。通过本发明的制备方法得到的NCM811型三元材料，化学结构稳定，电性能良好，制备方法安全可靠，可以适用于大规模生产，为高镍三元材料的推广应用创造了条件，能满足市场的发展需要。

技术领域

本发明涉及一种NCM811型三元材料的制备方法，属于锂电池技术领域。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、循环性能好等优点，其作为一种重要的储能器件，已经广泛应用于便携式电子设备、电动工具、电动交通工具以及储能电站等多种领域。随着社会的不断发展，对锂离子电池提出了更高的要求，尤其是功率性能及循环性能的要求更为苛刻。锂离子电池中正极材料是影响电池性能的关键因素，理想的锂离子电池正极材料应当具备高容量、高倍率、高循环性能，同时还应具备环境友好和成本低等优势。

镍钴锰酸锂三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(NCM)具有电化学性能稳定、放电电压范围宽、放电比容量高和放电倍率性能优异等优点，被认为是极具应用前景的锂离子动力电池正极材料。NCM三元材料的性能受到Ni、Co、Mn三种金属元素含量的显著影响。一般而言，提高Co元素含量有助于增加材料的有序性，Mn元素含量的增加可以起到稳定晶体结构的作用，而提高元素Ni的含量则可以获得更高的比容量，从而提高锂离子电池的能量密度。

高镍三元材料LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)成为了目前广泛关注的两种高镍正极材料。其中NCM811型(LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂)的理论比容量超过200mAh·g^-1，与其他镍钴锰三元材料相比，它的镍含量更高，钴和锰的含量更低，导致该材料性能类似于LiNiO₂，同时也存在镍酸锂的缺点，而钴和锰相当于在镍酸锂中进行掺杂，可以在一定程度上减轻镍酸锂的问题。钴的加入能够提高材料的性能，同时使Ni³⁺不容易还原为Ni²⁺。锰在NCM811结构中以+4价的氧化态存在，锰离子不参与电化学反应，不受Jahn-Teller效应的影响，因此，在材料中起着稳定结构的作用。NCM811型三元材料是一种非常有希望应用于高能量密度锂离子动力电池的正极材料。

然而，高镍三元材料拥有很高的技术壁垒，从研发生产到大批量应用需要经历漫长的测试周期。国内高端高镍三元材料还主要依赖进口，国产高镍三元正极材料的安全性和稳定性都有待提升，仍无法满足高镍三元电池实现产业化的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中生产NCM811型三元材料的问题，提供一种电性能良好的NCM811型三元材料的制备方法，可以应用于大规模批量生产，满足高镍三元材料产业化的要求。

本发明所采取的技术方案是：

一种NCM811型三元材料的制备方法，包括以下步骤：