[发明专利]镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法及其前驱体的制备方法

说明书

本申请涉及锂电池领域，具体而言，涉及一种镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法及其前驱体的制备方法。一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，包括：在沉淀剂的作用下，使镍钴锰盐溶液和镁盐溶液在反应釜内进行共沉淀反应制得前驱体。其中，镍钴锰盐溶液是以恒定的速度连续进料至反应釜内，镁盐溶液是以递增的速度连续进料至反应釜内；将前驱体与锂盐混合后烧结。由于镁盐溶液是以递增的速度连续进料至反应釜内，因此，随着反应时间的增加，Mg的浓度会逐渐增加，从而使得反应釜内共沉淀的球形或者类球形颗粒的表面形成的高浓度的Mg，进而获得表面具有高浓度Mg的正极材料，从而改善正极材料的循环性能、导电性以及倍率性能。

技术领域

本申请涉及锂电池领域，具体而言，涉及一种镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法及其前驱体的制备方法。

背景技术

目前锂离子电池作为新能源汽车动力已经广泛被接受，而锂离子动力电池的一个重要的性能瓶颈为正极材料的高容量下的安全性能和循环性能。三元镍钴锰酸锂的综合性能优于磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料。虽然通过提高镍钴锰酸锂中的镍含量已经较大的提高了正极材料的容量，然而高镍正极材料中的镍离子极易与电解液反应以及与高镍正极材料结构内部的锂离子混批，使得高镍正极材料的电学性能降低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法及其前驱体的制备方法，其旨在改善现有的镍钴锰酸锂正极材料的电学性能。

第一方面，本申请提供一种技术方案：

一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，包括：

在沉淀剂的作用下，使镍钴锰盐溶液和镁盐溶液在反应釜内进行共沉淀反应制得前驱体；其中，镍钴锰盐溶液是以恒定的速度连续进料至反应釜内，镁盐溶液是以递增的速度连续进料至反应釜内；

将前驱体与锂盐混合后烧结。

由于镁盐溶液是以递增的速度连续进料至反应釜内，因此，随着反应时间的增加，Mg的浓度会逐渐增加，从而使得反应釜内共沉淀的球形或者类球形颗粒的表面形成的高浓度的Mg，进而获得表面具有高浓度Mg的正极材料。正极材料的表面含有高浓度的Mg，能够有效地缓解电解液对于正极材料的腐蚀，从而有效地改善正极材料的循环性能和安全性能，同时还大大提高了其导电性和倍率性能。进一步地，Mg的原子半径为0.160nm，大于Li的原子半径0.152nm，并且Mg元素不存在变价，稳定性强，因此Mg元素的掺杂能够起到支撑作用，从而增加镍钴锰酸锂正极材料的稳定性，进一步地改善正极材料的循环性能、导电性以及倍率性能。

在本申请的其他实施例中，上述以递增的速度连续进料至反应釜内的步骤包括：

在反应时间内，以线性递增的速度连续进料至反应釜内。

在本申请的其他实施例中，上述镍钴锰盐溶液是以恒定的速度连续进料至反应釜内，恒定的速度选择3～5L/h；

镁盐溶液是以递增的速度连续进料至反应釜内，递增的速度是在反应时间内0.1Lh^-1～0.5Lh^-1递增到3Lh^-1～5Lh^-1。

当掺杂溶液的浓度或进料量存在梯度时就会使Mg在二次颗粒上的浓度存在梯度，即掺杂溶液的浓度高或进料量大时，Mg的浓度就高。

在本申请的其他实施例中，上述镍钴锰盐溶液的浓度为110gL^-1～120gL^-1；

镁盐溶液的浓度为1.0gL^-1～3gL^-1；

可选地，沉淀剂的浓度为5-8gL^-1；沉淀剂的pH值为10.9～11.5。