一种富锂锰基正极材料、制备方法、电池正极和锂电池与流程

本发明涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种富锂锰基正极材料、制备方法、电池正极和锂电池。

背景技术：

1、富锂锰基正极材料的传统制备过程包括如下步骤：首先采用喷雾干燥法、共沉淀法或溶胶凝胶法制备获得富锂锰基前驱体，然后进行预烧，以去除富锂锰基前驱体中的碳氢等元素，由此获得富锂锰基中间体，在预烧阶段，富锂锰基中间体会发生团聚，因此预烧结束后，需要对富锂锰基中间体进行辊压等操作，使得富锂锰基中间体形成分散颗粒，然后再对富锂锰基中间体进行二次煅烧，从而获得富锂锰基正极材料。

2、在预烧阶段，由于富锂锰基中间体的团聚，导致其上中下不同部分和空气的接触效果不同，对于的物料性质也会产生差异。此外富锂锰基中间体每次团聚结块的形状尺寸均存在差异，这也导致后续辊压时采用的压力大小、辊压范围等参数需要对应进行调节，为了保证富锂锰基中间体的充分分散，辊压时间也会加长，这也就导致富锂锰基正极材料的制备工艺耗时很长，成本很高，且材料均匀性也不佳。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对富锂锰基正极材料制备耗时较长的问题，提供一种富锂锰基正极材料、制备方法、电池正极和锂电池。

2、本发明提供的技术方案为：

3、一种富锂锰基正极材料的制备方法，包括：

4、将锂源、镍源、钴源和锰源混合，以获得富锂锰基前驱体；

5、通过气流将所述富锂锰基前驱体送入处于转动状态的离心罐中，并对所述富锂锰基前驱体进行加热，以使所述富锂锰基前驱体转换为富锂锰基中间体粉末；

6、对所述富锂锰基中间体粉末进行煅烧，使其转换为富锂锰基正极材料。

7、本发明至少通过所述气流对所述富锂锰基前驱体进行加热，所述气流的温度为t，600℃≥t≥300℃。

8、本发明至少通过对处于转动状态的所述离心罐内部进行加热，以对所述富锂锰基前驱体进行加热。

9、本发明所述富锂锰基前驱体通过喷雾干燥法、共沉淀法和溶胶凝胶法中至少两种方法获得。

10、本发明所述富锂锰基中间体粉末的煅烧温度为900-1000℃，煅烧时间少于5h。

11、本发明所述气流的流速为3-40m3/min，所述离心罐的转速为5-450r/min。

12、本发明所述富锂锰基中间体粉末在煅烧时不通入压缩空气。

13、一种富锂锰基正极材料，通过制备方法获得。

14、本发明化学式为li(1+x)niycozmn(1-x-y-z)o2，0＜x＜0.5，x+y+z＜1，0.5＞y，z＞0。

15、一种电池正极，包括富锂锰基正极材料。

16、一种锂电池，包括电池正极。

17、本发的有益效果为：

18、富锂锰基前驱体在制备结束后虽然大体呈粉末状，但是依然存在少量的结块。采用气流将其送入离心罐内，可以将部分上述结块进行吹散并形成粉末。气流还可以进一步对离心罐内富锂锰基前驱体的粉体进行分散，使得所有富锂锰基前驱体的颗粒都能尽可能与空气之间产生充足接触并转化为富锂锰基中间体，减少了富锂锰基前驱体所需的预烧时间，富锂锰基中间体在气流作用下也不易重新团聚并维持在粉末状态，因此富锂锰基中间体粉末在煅烧之前也无需进行辊压，富锂锰基中间体所需的煅烧时间也会有所下降。

19、单靠气流无法使富锂锰基前驱体的结块充分分散，在此基础上，离心罐的转动动作则可以使富锂锰基前驱体的结块相互之间发生碰撞，从而充分粉碎。相应的，离心罐的转速越快，则富锂锰基中间体粉末的粒径越小，通过离心罐的转速控制，可以调节最终富锂锰基中间体粉末的粒径。

20、综上所述，相较现有技术而言，本发明采用气流送料和离心罐转动配合的方式，使得富锂锰基中间体的反应更加均匀，降低了其预烧和煅烧所需时间，提升了富锂锰基正极材料的制备效率和产品质量。

技术特征：

1.一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，至少通过所述气流对所述富锂锰基前驱体进行加热，所述气流的温度为t，600℃≥t≥300℃。

3.根据权利要求1或2所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，至少通过对处于转动状态的所述离心罐内部进行加热，以对所述富锂锰基前驱体进行加热。

4.根据权利要求1所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰基前驱体通过喷雾干燥法、共沉淀法和溶胶凝胶法中至少两种方法获得。

5.根据权利要求1所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰基中间体粉末的煅烧温度为900-1000℃，煅烧时间少于5h。

6.根据权利要求1所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述气流的流速为3-40m3/min，所述离心罐的转速为5-450r/min。

7.根据权利要求1所述的富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于，所述富锂锰基中间体粉末在煅烧时不通入压缩空气。

8.一种富锂锰基正极材料，其特征在于，通过如权利要求1-7任一权利要求所述的制备方法获得。

9.一种电池正极，其特征在于，包括如权利要求8所述的富锂锰基正极材料。

10.一种锂电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池正极。

技术总结本发明提供了一种富锂锰基正极材料、制备方法、电池正极和锂电池，包括：将锂源、镍源、钴源和锰源混合，以获得富锂锰基前驱体；通过气流将所述富锂锰基前驱体送入处于转动状态的离心罐中，并对所述富锂锰基前驱体进行加热，以使所述富锂锰基前驱体转换为富锂锰基中间体粉末；对所述富锂锰基中间体粉末进行煅烧，使其转换为富锂锰基正极材料。技术研发人员：丁赵波,李子林,杨艺,金勤伟,邵珺,邱飞龙受保护的技术使用者：烯谷（浙江）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5