[发明专利]一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法

说明书

本发明属于电池正极材料技术领域，具体涉及一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：S1：首先制备单晶前驱体；S2：将单晶前驱体和锂化合物、掺杂金属化合物、添加剂、去离子水使用搅拌造粒机进行干法混合造粒，在氧气气氛中煅烧，气流粉碎后得到大粒径单晶三元材料；S3：将得到的单晶三元材料，加碳酸锂、硝酸铝采用溶胶凝胶法在反应釜中进行湿法包覆，在表面形成均匀的包覆层。S4：在空气气氛中煅烧得到高性能三元正极材料。本发明提供的制备方法工艺简单，后处理容易，制备得到的材料的充放电效率、放电比容量、倍率性能和循环性能均较为优异。

技术领域

本发明属于电池正极材料技术领域，具体涉及一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法。

背景技术

锂电正极材料作为锂电池最关键部分，将在未来几十年内有较大的市场需求。在锂离子电池正极材料中，三元正极材料具有能量密度高、循环寿命长等优点，在动力电池领域市场需求稳步上升，是最具市场前景的正极材料之一。

当前新能源电动汽车的应用还存在续航里程焦虑、安全、使用寿命、充放电便利性、成本的持续降低等一系列的问题，这些问题有些可以通过规模化和工程化去解决，有些则需要通过材料的革新去解决。其中，单晶型三元材料的出现大大提升了电动汽车的续航里程、安全性能和使用寿命。近几年来，国内外的三元动力电池企业纷纷向单晶型三元产品转型。并且，随着5系单晶型三元材料应用的日渐成熟，更高镍比例的单晶如6系单晶、7系单晶逐渐进入产品开发视野，推动了三元单晶产品的进步，并有着广阔的市场前景。

目前，生产低钴三元正极材料的成本高，首圈库伦效率低、循环稳定性差、倍率性能差等缺陷和不足，为了提高其性能，对三元正极材料的制备方法做了很多改进，如对前驱体和锂源进行造粒后再进行烧结，如申请号为201810864092.6的中国发明专利公开了一种锂离子电池正极材料的制备方法，该方法先将物料进行干混混合，再加入成型剂混炼成浆料，通过单螺杆挤压造粒，在经过干燥后烧结，该方法工艺较复杂，湿法过程物料容易偏析导致成分分布不均匀，增加干燥工序导致成本较高。

因此亟需工艺简单的提高正极材料首圈库伦效率、循环稳定性和倍率性能的一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术生产低钴三元正极材料的成本高，首圈库伦效率低、循环稳定性差、倍率性能差等缺陷和不足，提供一种改性单晶型低钴三元正极材料的制备方法。本发明提供的制备方法工艺简单，制备得到的单晶型镍钴锰三元正极材料的首圈库伦效率，循环性能均有明显的提升，同时倍率性能得到了改善。

本发明的另一目的在于提供一种均匀包覆的三元正极材料。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种单晶型镍钴锰三元正极材料的制备方法，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，在箱式炉氧气气氛中400～600℃煅烧5～7h；随后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在反应釜中进行

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。