[发明专利]基于前驱体预氧化和空气净化的高镍三元正极材料制备方法

说明书

本发明公开了一种基于前驱体预氧化和空气净化的高镍三元正极材料制备方法，首先使用氧化剂H₂O₂预氧化高镍三元前驱体[(Ni_xCo_yMn_z)(OH)₂,0.5<x<0.9,0.1<y<0.2,z=1‑x‑y]，然后将预氧化处理后的干燥样品和氢氧化锂进行研磨混合，最后放入烧结炉中在800°C左右进行高温反应形成层状正极材料。在共沉淀合成前驱体过程中产生大量高pH废液来清除空气中的CO₂等有害酸性气体，从而净化空气。将预氧化高镍前驱体和氢氧化锂在通入净化空气中煅烧，得到电化学性能良好的锂离子电池高容量正极材料。本发明不仅能将材料中的Ni²⁺被氧化成Ni³⁺,来降低材料中Ni²⁺/Li⁺混排，还能利用合成前驱体产生的高pH值废液来净化空气，来防止正极材料表面形成碳酸锂，具有低成本和绿色环保的优点。

技术领域

本发明涉及锂离子电池高镍三元正极材料技术领域，尤其涉及一种基于前驱体预氧化和空气净化的高镍三元正极材料制备方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高，自放电率小，无记忆效应和绿色环保等诸多优势，得到了包括新能源汽车、通信、军事、能源等诸多领域的广泛青睐。锂离子电池的正极材料对锂离子电池的电化学性能和安全性起着至关重要的影响。目前三元正极材料制备工艺主要涉及前驱体合成和前驱体与氢氧化锂的烧结工艺。三元正极材料前驱体的合成方法有高温固相反应法、氢氧化物共沉淀法、溶胶凝胶法、水热合成法、喷雾热解法和其他方法，其中最为简单和经济适用的是氢氧化物共沉淀法。在共沉淀过程中，需要配置过量的碱性溶液与配比好的镍盐、钴盐、锰盐(镍盐、钴盐、锰盐为可溶性硫酸盐、硝酸盐、盐酸盐、醋酸盐)反应，得到氢氧化盐沉淀物与上清液，为了使镍、钴、锰三种金属离子完全沉淀，上清液的pH值为12.5左右，共沉淀反应结束后会产生大量的碱性废液。处理这些废液不但造成制造成本上升，也会污染环境和损害工人的身体健康。