【CN109987650A】镍钴锰酸锂正极材料、其制备方法及应用【专利】
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910342205.0
(22)申请日 2019.04.26
(71)申请人 清华大学深圳研究生院
地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大
学城清华校区
(72)发明人 李宝华 黄彬华 刘玉秀 秦显营
刘冬青 钱坤 周楷 康飞宇
(74)专利代理机构 深圳市鼎言知识产权代理有
限公司 44311
代理人 曾昭毅 郑海威
(51)Int.Cl.
C01G 53/00(2006.01)
H01M 4/505(2010.01)
H01M 4/525(2010.01)
H01M 10/0525(2010.01)
(54)发明名称
镍钴锰酸锂正极材料、其制备方法及应用
(57)摘要
一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，包括
以下步骤：配制包括镍源、钴源和锰源的混合溶
液、强碱溶液以及含铵根离子无机盐溶液，将所
述混合溶液、所述强碱溶液以及所述含铵根离子
无机盐溶液同时混合进行快速共沉淀反应，控制
进行所述快速共沉淀反应的pH值为10-12，得到
第一悬浊液，分离所述第一悬浊液得到沉淀物；
将所述沉淀物配制成第二悬浊液，将所述第二悬
浊液进行球磨；将球磨后的第二悬浊液进行喷雾
干燥，得到前驱体粉末；将所述前驱体粉末与锂
源混合，得到混合物；以及将所述混合物煅烧，得
到所述镍钴锰酸锂正极材料。
本发明还提供一种
镍钴锰酸锂正极材料、
正极片及锂离子电池。
权利要求书2页 说明书8页 附图5页CN 109987650 A 2019.07.09
C N 109987650
A
权 利 要 求 书1/2页CN 109987650 A
1.一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
配制包括镍源、钴源和锰源的混合溶液、强碱溶液以及含铵根离子无机盐溶液，将所述混合溶液、所述强碱溶液以及所述含铵根离子无机盐溶液同时混合进行快速共沉淀反应，控制进行所述快速共沉淀反应的pH值为10-12，得到第一悬浊液，分离所述第一悬浊液得到沉淀物；
将所述沉淀物配制成第二悬浊液，将所述第二悬浊液进行球磨；
将球磨后的第二悬浊液进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；
将所述前驱体粉末与锂源混合，得到混合物；以及
将所述混合物煅烧，得到所述镍钴锰酸锂正极材料。
2.根据权利要求1所述的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍源、钴源及锰源均为水溶性盐，所述水溶性盐包括硫酸盐、硝酸盐、氯化盐及乙酸盐中的至少一种，所述强碱包括氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的至少一种；所述含铵根离子无机盐包括氨水、硫酸铵、氯化铵、氟化铵中的至少一种，所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂及乙酸锂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体粉末中镍元素、钴元素及锰元素的总摩尔数为x，锂源中的锂元素的摩尔数为y，所述x:y＝1: 1.03～1:1.1。
4.根据权利要求1所述的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧包括第一煅烧阶段和第二煅烧阶段，所述第一煅烧阶段为将所述混合物先在450℃-500℃下预烧2h-5h，升温速率为5-10℃/min，所述第二煅烧阶段为以1-3℃/min的升温速率升温至750℃-1000℃，在此温度下保温9h-18h。
5.根据权利要求4所述的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，在第二煅烧阶段时，当镍元素的摩尔数小于或等于所述镍元素、钴元素及锰元素的总摩尔数的50％时，在空气气氛下对所述混合物进行煅烧；当镍元素的摩尔数大于所述总摩尔数的50％时，在氧气气氛下对所述混合物进行煅烧。
6.根据权利要求1所述的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述快速共沉淀反应的条件包括搅拌速度为500-1000r/min，反应温度为40℃-60℃，进料速度为12.5mL/ min-30mL/min，反应时间为0.5h-2h。
7.一种镍钴锰酸锂正极材料，其特征在于，所述镍钴锰酸锂正极材料的化学通式为LiNi a Co b Mn1-a-b O2，所述0<a<1，0<b<1，a:b＝1:1-8:1；所述镍钴锰酸锂正极材料是由纳米级的一次颗粒团聚成的二次颗粒组成，所述一次颗粒的粒径为100nm-500nm，所述二次颗粒大致为球形，所述二次颗粒的粒径为1μm-30μm。
8.根据权利要求7所述的镍钴锰酸锂正极材料，其特征在于，所述镍钴锰酸锂正极材料的二次颗粒粒径D50为12μm-13μm，D10为4.0μm-5.0μm，D90为30μm-32μm，粒径分布曲线呈正态分布。
9.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括集流体及设置于所述集流体表面的涂覆材料，所述涂覆材料包括如权利要求7或8任意一项所述的镍钴锰酸锂正极材料、导电材料和粘结剂。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的正极片、负极片、设置于所
2。