[发明专利]一种高镍系三元正极前驱体的制备方法

说明书

本发明涉及一种高镍系三元正极前驱体的制备方法，本发明方法包括：以镍盐、钴盐和锰盐为原料,配制获得第一溶液；配制碳酸钠溶液，向所述碳酸钠溶液中加入表面活性剂混合均匀，获得第二溶液；将所述第一溶液和所述第二溶液进行合成反应，获得合成反应产物，将所述合成反应产物进行过滤、洗涤和干燥，获得高镍系三元正极前驱体；所述合成反应在微通道反应器中进行。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种高镍系三元正极前驱体的制备方法。

背景技术

在锂离子电池中，正极材料是其最主要的组成部分，也是决定其电化学性能的最关键部分，正极材料的性能很大程度上取决于材料颗粒的尺寸和形貌。高镍系(Ni＞＝0.6)正极材料应用在锂离子电池中，作为新能源车的动力源方面具有很大的应用潜力，但在高镍系正极材料中，Ni、CO、Mn的含量具有非等量比关系，而且三者的溶度积差异较大，会带来沉淀不均一、形成杂相、阳离子混排等问题，易形成非化学计量比的高镍系正极材料，而且Ni占比越高，越倾向于形成Ni/Mn/Co不均匀的元素分布，这种表面元素局部分散的出现，不仅会导致Ni、CO、Mn之间的键合力下降，增加反复脱出和嵌入锂离子过程中微裂纹产生的几率，而且在一定程度上会阻碍锂离子的扩散，降低电池的循环性能和倍率性能。另一方面粒度分布会影响三元材料的比表面积、振实密度、压实密度。如果粒径分布不集中，将会对材料的堆积产生直接的影响，而这种影响导致的空间效应将会直接影响到锂离子的脱嵌，从而导致锂电池电化学性能(循环稳定性、倍率性能)变差和容量快速衰减。

因此，制备出形貌规整、粒径分布均匀且元素均一的高镍系正极材料前驱体尤为重要。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的高镍系三元正极前驱体的制备方法。

本发明实施例提供一种高镍系三元正极前驱体的制备方法，所述方法包括：

以镍盐、钴盐和锰盐为原料，配制获得第一溶液；所述镍盐、钴盐和锰盐的摩尔比为3-8∶1-3∶1-3；

配制碳酸钠溶液，向所述碳酸钠溶液中加入表面活性剂混合均匀，获得第二溶液；

将所述第一溶液和所述第二溶液进行合成反应，获得合成反应产物，将所述合成反应产物进行过滤、洗涤和干燥，获得高镍系三元正极前驱体；所述合成反应在微通道反应器中进行。

进一步的，所述第一溶液浓度为0.003-0.5mol/L。

进一步的，所述第二溶液浓度为0.003-1.25mol/L。

进一步的，所述第二溶液中碳酸钠摩尔浓度与所述第一溶液的摩尔浓度之比为1-2.5∶1。

进一步的，所述表面活性剂的摩尔浓度是相对于碳酸钠溶液摩尔浓度的0-1/20，所述所述表面活性剂为表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸盐、烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。

进一步的，所述合成反应步骤包括：

将所述第一溶液和所述第二溶液并流通入微通道反应器中，进行共沉淀反应，获得合成反应产物。

进一步的，所述微通道反应器内径为0.5-1.5mm。

进一步的，所述共沉淀反应温度为60-90℃，时间为10-14s。

进一步的，用去离子水和/或乙醇进行所述洗涤，所述干燥温度≤100℃，所述干燥时间为14h。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：