[发明专利]一种长循环三元正极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种长循环三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)采用干法高速混料方式，将三元前驱体金属氢氧化物与氢氧化锂以锂与金属摩尔比为1:1.02～1.10进行混合，并加入添加剂氟化物，再在富氧的气氛环境下进行煅烧，得到球形一次煅烧物料；(2)将一次煅烧物料、试剂A和溶剂以一定的质量比加入搅拌容器中，在水浴条件下进行湿法混合，得到固液混合料；再逐滴加入试剂B的溶液，待反应完毕后进行抽滤，在100～130℃下干燥4～15h，得包覆料；(3)将包覆料置于气氛炉中进行有氧二次煅烧，煅烧料经破碎、粉碎、过筛，即得三元正极材料。本发明制备的正极材料，具有高容量、长循环、低产气率、高安全性等优点。

技术领域

本发明涉及新能源汽车用锂离子动力电池技术领域，具体涉及一种长循环三元正极材料的制备方法。

背景技术

近年来能源危机引发的社会焦虑愈演愈烈，传统车企和新起的造车势力在新能源汽车领域攻城略地，而锂离子动力电池作为新能源汽车的核心技术环节，续航能力一直是各大车企所追逐的焦点，也是获取国家补贴的硬性要求，这就使得车企对动力电池的能量密度要求也越来越高。

三元正极材料具有的高克容量、高电压对能量密度的提高满足了动力电池市场的需求。产品也从最初的Ni0.33向Ni0.50、Ni0.60甚至是Ni0.80、Ni0.90以及NCA方向发展。随着正极材料中镍含量的提高，同时降低了钴含量，使得材料在克容量提高的同时降低了生产成本，因此，高镍材料是提升正极产品附加值的关键，也是国内外各大企业竞争的高地。

但是，目前各大厂商和研究机构生产的高镍三元材料存在诸多问题，如：(1)Ni含量的升高，材料表面残留的Li₂CO₃、LiOH较多，在电池循环过程中残留的杂质易产气严重；(2)在高电压充放电过程中，二次球颗粒晶体结构容易发生氧逃逸和金属材料的溶出，造成晶体结构的变相及结构的破坏、坍塌；(3)随着Ni含量使用的升高，三元材料的Li/Ni混排加剧，易造成材料的电性能下降明显，影响材料的使用寿命。

本发明针对市面高镍三元正极材料的产气严重、循环性能差、以及易发生氧逃逸等问题，开发了一种长循环三元正极材料，具有低产气、高稳定性、长循环特点，使得产品在市场中具有较强的竞争优势。

发明内容

高容量、长循环、低成本是目前三元锂离子电池正极材料市场竞争的核心，本发明首先通过将三元前驱体、锂源、氟化物进行干法高速混合，接着进行一次烧结；经过粉碎、过筛后，湿法洗涤包覆，实现材料的残碱降低和原位包覆，最后在烘干后进行二次烧结等工艺，获得低产气、优稳定性、长循环的的三元正极材料。其中，原位包覆具有材料一致性好，纳米级均匀包覆的目的，进而提高材料的均匀性和稳定性。

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种长循环三元正极材料，该材料为具备高容量、长循环、低产气率、高安全性的正极材料，为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种长循环三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.采用干法高速混料方式，将三元前驱体金属氢氧化物与氢氧化锂以锂与金属摩尔比为1:1.02～1.10进行混合，并加入添加剂氟化物，再在富氧的气氛环境下进行煅烧，得到球形一次煅烧物料；

S2.将一次煅烧物料、试剂A和溶剂以一定的质量比加入搅拌容器中，在30～60℃水浴条件下进行湿法混合，得到固液混合料；再逐滴加入试剂B的溶液，待反应完毕后进行抽滤，在100～130℃下干燥4～15h，得包覆料；

S3.将包覆料置于气氛炉中在有氧条件下进行二次煅烧，煅烧料经破碎、粉碎、过筛，即得三元正极材料。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S1中：三元前驱体金属氢氧化物的通式为NixCoyMz(OH)₂；其中，x+y+z＝1，0.7≤x≤1，0≤y≤0.3，0≤z≤0.3，且0≤y+z≤0.3，M为Mn或Al。