[发明专利]前驱体（101）和（001）晶面的XRD衍射强度比值的调控方法

说明书

本发明属于电池材料技术领域，公开了正极材料的前驱体的（101）晶面和（001）晶面的XRD衍射强度比值的调控方法。共沉淀法合成前驱体的过程包含两个阶段：成核阶段和生长阶段；，为反应体系的上清液的碱度值，单位为g/L；为组成前驱体的主金属的盐溶液的流量，为沉淀剂溶液的流量，为络合剂溶液的流量，单位均为ml/min；成核阶段在惰性气体或氮气气体保护下进行，控制60A80；成核阶段结束后，进入生长阶段；生长阶段，60＜A＜160。在生长阶段，A的数值越大，制备得到的前驱体的I(101)/I(001)数值越大。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及前驱体的制备工艺。

背景技术

锂离子电池正极材料的前驱体在（001）晶面的比表面能比（101）晶面的比表面能要低。在共沉淀法制备前驱体的过程中，前驱体沿（001）晶面铺展的比例高于（101）晶面。锂化过程中，Li⁺的嵌入/脱出通道在（001）晶面内，（001）晶面比例过高会造成锂离子传输路径变长；增加（101）晶面比例，可以缩短Li⁺传输距离。此外，（101）晶面为Li⁺嵌入/脱出通道的垂直晶面，增加（101）晶面比例有利于提升锂离子电导率，从而提升正极材料的倍率性能。正极材料的前驱体中I(101)/I(001)的比值越大，表示前驱体材料有更多的（101）优势晶面。

公开号为CN112086616A的专利文献公开了一种大（010）晶面镍钴锰/铝层状正极材料的制备方法，在晶核制备阶段，通过提高反应溶液中的氨水浓度并降低pH值，减慢氢氧化物的形核速度，制备出有利于生长成大（010）晶面前驱体的、分散性良好的片状晶核；采用该晶核可进一步生长成一次颗粒为微米级且具有大（010）晶面的前驱体。该专利文献提及共沉淀得到的前驱体有大（010）晶面，但是并未提供前驱体的XRD数据，也没有I101/I001的具体比值。

公开号为CN109742337A的专利文献公开了一种调控三元正极材料前驱体晶面生长的方法，提到在反应釜底液中加入表面活性剂，并加入氨水调节pH值；在惰性气体保护和搅拌的情况下，向反应釜底液中加入含镍、钴和锰的混合盐水溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液，保持体系pH值稳定，反应得到的产物经过滤、洗涤、干燥，得到优势晶面比例高的前驱体材料。通过使用表面活性剂，增加一次颗粒的厚度，使一次颗粒朝（010）方向生长。然而，该专利文献同样没有提供前驱体的XRD数据，也没有I101/I001的具体比值。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种正极材料的前驱体的（101）晶面和（001）晶面的XRD衍射强度比值的调控方法。

为实现上述目的，本发明提供以下具体的技术方案。

一种正极材料的前驱体的（101）晶面和（001）晶面的XRD衍射强度比值的调控方法，共沉淀法合成前驱体的过程包含两个阶段：成核阶段和生长阶段；

，其中，为反应体系的上清液的碱度值，单位为g/L，通过酸碱滴定确定；为组成前驱体的主金属的盐溶液的流量，为沉淀剂溶液的流量，为络合剂溶液的流量，单位均为ml/min；

成核阶段在惰性气体或氮气气体保护下进行，反应体系的pH值为10-12，控制60A80；

成核阶段结束后，进入生长阶段；生长阶段的反应气氛为空气，反应釜内的蒸汽中的氧含量为0.5%-1.5%；控制反应体系的pH值为10-13，60＜A＜160；在生长阶段，A的数值越大，制备得到的前驱体的I(101)/I(001)数值越大。

其中，当生长阶段130＜A＜160时，制备得到的前驱体的I(101)/I(001)＞1；

当生长阶段60＜A＜130时，制备得到的前驱体的I(101)/I(001)＜1。

进一步地，在本发明的部分优选实施方式中，成核阶段的时间为10-60min。