[发明专利]一种镍钴锰酸锂单晶三元材料的制备方法在审

专利信息
申请号: 202010824532.2 申请日: 2020-08-17
公开(公告)号: CN111933927A 公开(公告)日: 2020-11-13
发明(设计)人: 梅京;孙杰;许中柱;何雅;熊奇;郝长旺;周宇 申请(专利权)人: 湖北融通高科先进材料有限公司
主分类号: H01M4/505 分类号: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01G53/00
代理公司: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 严政
地址: 435100 湖北省黄*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 镍钴锰酸锂单晶 三元 材料 制备 方法
【说明书】:

本发明涉及镍钴锰酸锂单晶三元材料制备技术领域,公开了一种镍钴锰酸锂单晶三元材料的制备方法。该方法包括:(1)将前驱体、锂源和金属氧化物添加剂按照比例进行配比,得到固体混合料;(2)向固体混合料中加水,搅拌后转入砂磨机中进行砂磨混料,得到均匀的浆料;(3)对浆料进行喷雾干燥,得到干燥物料;(4)将步骤(3)中得到的干燥物料置于烧结炉中在空气气氛下进行烧结;(5)烧结结束后出料,气流粉碎、过筛后得到镍钴锰酸锂单晶三元材料。该方法采用湿法砂磨混料,使物料混合更均匀,同时采用喷雾干燥造粒,有利于锂源扩散和单晶颗粒生长,能够减少单晶合成中形成的硬团聚,进而提高制备的镍钴锰酸锂单晶三元材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及镍钴锰酸锂单晶三元材料制备技术领域,具体涉及一种镍钴锰酸锂单晶三元材料的制备方法。

背景技术

镍钴锰酸锂单晶三元材料具有合成过程简单、能量密度高等优势,目前已经成功应用于锂离子电池三元正极材料电动汽车、3C产品等领域。现有技术中,关于镍钴锰酸锂单晶三元材料制备方法的相关报道很多。

中国专利CN109509875A公开了一种制备镍钴锰酸锂单晶三元材料的方法,该方法采用球磨将镍钴锰酸锂前驱体与锂源混料,然后高温烧结,再采用高混机进行二次包覆,最后二次烧结得到镍钴锰酸锂单晶三元材料。该方法中一次混料采用球磨混料,存在混料不均匀及处理复杂的缺点,球磨混料为干法混料,锂源与前驱体粒度及密度上存在偏差,容易出现物料偏析导致混料不均匀的问题。

中国专利CN104134791A公开了一种制备镍钴锰酸锂单晶三元材料的方法,该方法将前驱体在200-600℃先进行预烧处理,然后将预处理后的物料与锂源、添加剂进行球磨混料,后进行高温烧结得到过程品,最后将过程品在添加剂溶液中进行包覆处理,后进行烧结得到成品。该方法中增加了预烧工序以及湿法包覆工序,产业化过程中会额外增加相应成本。

为了解决现有技术中存在的问题,急需提供一种新的制备镍钴锰酸锂单晶三元材料的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的采用球磨干法混料,混料不均匀、处理复杂以及增加预烧工序和湿法包覆工序,导致成本增加的问题,提供一种镍钴锰酸锂单晶三元材料的制备方法,该方法采用湿法砂磨混料,可以使物料混合更均匀,同时采用喷雾干燥进行造粒,有利于锂源扩散和单晶颗粒生长,能够减少单晶合成中形成的硬团聚,进而提高制备的镍钴锰酸锂单晶三元材料的电化学性能。

为了实现上述目的,本发明提供了一种镍钴锰酸锂单晶三元材料的制备方法,该方法包括以下步骤:

(1)将前驱体NixCoyMnz(OH)2、锂源和金属氧化物添加剂按照比例进行配比,得到固体混合料,其中,前驱体与锂源按照Li:NixCoyMnz=1.04-1.08:1的比例进行配比,并控制金属氧化物添加剂中金属元素的含量为固体混合料总量的0.05-0.25重量%,前驱体NixCoyMnz(OH)2中,1/3≤x≤1.0,0≤y≤1/3,0≤z≤1/3;

(2)向步骤(1)中得到的固体混合料中加水,搅拌后转入砂磨机中进行砂磨混料,得到均匀的浆料,其中,加水量按照控制浆料中的固含量为20-60%的比例加入;

(3)对步骤(2)中得到的浆料进行喷雾干燥,得到干燥物料;

(4)将步骤(3)中得到的干燥物料置于烧结炉中在空气气氛下进行烧结,具体烧结过程为:升温至500-750℃,保温4-8h,然后升温至930-960℃,保温8-14h;

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