原位掺杂改性的氧化镍钴锰锂正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种原位掺杂改性的氧化镍钴锰锂正极材料的制备方法，在制备镍钴锰前驱体的过程中引入金属元素以稳定其结构，在前驱体制备过程中，实现了掺杂元素与主体元素之间原子级的混合，相对于固相表面掺杂，该方法从整体上稳定了材料结构，使得烧结得到的正极材料在高电压下具有更高的稳定性可以实现在较高的电压下工作，大幅提高电池容量，同时其循环性能也得到了较大的改善，并且该正极材料制备方法将生产前驱体工序和后期掺杂工序合二为一，既简化了制备流程，又可节约成本，所采用的原料均为大宗化工产品，易实现产业化。

主权项

一种原位掺杂改性的氧化镍钴锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将镍、钴、锰的可溶性盐按比例配置成含镍、钴、锰金属阳离子的混合盐溶液(Ⅰ)；配置NaOH和氨水的混合溶液(Ⅱ)；2)配置含有掺杂金属元素A的盐溶液，并向其中加入络合剂并匀速搅拌0.2～2h，得到混合溶液(Ⅲ)；3)将步骤1)和步骤2)中配置好的混合盐溶液(Ⅰ)、NaOH和氨水的混合溶液(Ⅱ)和混合溶液(Ⅲ)同时泵入反应釜中进行共沉淀反应，控制NaOH和氨水混合溶液(Ⅱ)的流量使反应釜中混合反应液的pH始终保持在11～12之间，其中，反应釜内混合溶液的搅拌速度为200～400转/分，反应温度为40～70℃，反应时间为12～24h，共沉淀反应结束后继续陈化反应溶液1～2h，然后将得到的沉淀物经洗涤、烘干，得到原位掺杂的镍钴锰三元前驱体；4)将步骤3)中得到的原位掺杂的镍钴锰三元前驱体和碳酸锂按比例在高速混合机内均匀混合，然后置于罩式炉中，在空气气氛下以4～10℃/min速率升温至880～980℃保温焙烧8～16h，反应完毕后降至室温，经粉碎、过筛后得到原位掺杂改性的氧化镍钴锰锂正极材料。