[发明专利]一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：首先制备单晶前驱体Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂；

S2：使用搅拌造粒机将单晶前驱体和锂化合物、掺杂金属化合物、添加剂、去离子水进行干法混合造粒，在氧气气氛中以400～600℃煅烧5～7h；随后以900～1000℃煅烧10～14h，气流粉碎后得到大粒径单晶三元材料；

S3：将得到的大粒径单晶三元材料，加碳酸锂、硝酸铝采用溶胶凝胶法进行湿法包覆，在表面形成均匀的包覆层；

S4：将湿法包覆后的三元材料在空气气氛中以500～700℃煅烧7～9h得到高性能三元正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S1中所述单晶前驱体Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂的D50的范围为2～6μm，0.6≤1-x-y≤0.8，0.05≤x≤0.1。

3.根据权利要求1所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S2中所述锂化合物选自氢氧化锂、碳酸锂、乙酸锂中的一种或几种；所述掺杂金属化合物为SrCO₃、Y₂O₃、MgO、MoO₃、WO₃、Al₂O₃、ZrO₂中的一种或几种；所述添加剂为羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种。

4.根据权利要求1或3所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S2中所述锂的化合物与单晶前驱体的摩尔配比为n_Li：n_M为(1.02～1.1)：1；所述掺杂金属化合物添加量，以金属元素计算，为前驱体质量的0.05％～0.3％；所述添加剂的加入量为前驱体质量的0.5％～3％，去离子水的加入量为前驱体质量的5％～10％。

5.根据权利要求1所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S2中所述最佳煅烧条件为在氧气气氛中以500℃煅烧6h，随后以930℃煅烧12h。

6.根据权利要求1所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S2中所述气流粉碎后单晶三元材料粒度分布D50为3.5～4.0μm。

7.根据权利要求1所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S3中所述包覆方法为：将碳酸锂溶于去离子水中，加热至60℃搅拌溶解，投入待包覆单晶三元材料，边搅拌边将硝酸铝溶液匀速滴进混合物料中，滴加加完成后，继续搅拌1h后抽滤，将滤饼放入真空干燥箱真空干燥。

8.根据权利要求7所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S3中所述包覆方法中，以Al元素质量计算，硝酸铝的加入量为三元材料质量的0.08％～0.2％，其中碳酸锂与硝酸铝的摩尔比为3:2。

9.根据权利要求1所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S4中所述最佳煅烧条件为在空气气氛中以600℃煅烧8h。

10.根据权利要求1所述的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，其特征在于：S2中使用的搅拌造粒机的缸体为直筒型，搅拌桨和铰刀安装在同一轴上，搅拌剪切，在短时间内可以将物料进行混合，造粒，缸体底部中心有传送轴，最下部顶端即有水平方向的搅拌桨，搅拌桨断面顶端是垂直的刮刀，跟搅拌桨刮刀驱动部处在同一轴上的铰刀部对铰刀进行驱动。搅拌桨、刮刀以线速0.5m～1.0m/sec、铰刀以线速5m～40m/sec的速度进行搅拌、混合、造粒。