CN111945224B - 一种长循环型523单晶三元材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂离子电池三元正极材料制备技术领域，公开了一种长循环型523单晶三元材料的制备方法。该方法包括以下步骤：(1)将前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH、碳酸锂和锆化合物进行配比，干法混料后得到混合料；(2)将混合料置于匣钵中，整平，然后在空气气氛下进行烧结，得到料块，其中，具体烧结过程为：将温度升至795‑805℃烧结3‑8小时，接着将温度升至958‑962℃烧结10‑15小时，烧结结束后，增大通气量，自然冷却至100‑200℃；(3)将料块依次进行旋轮磨、气流磨、过筛。本发明得到一种循环初期爬坡、循环性能优异的523单晶三元材料，且该方法工艺简单、制备的材料性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池三元正极材料制备技术领域，具体涉及一种长循环型523单晶三元材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池三元正极材料具有合成过程简单、能量密度高等优势，目前已经成功应用于电动汽车、3C产品等领域。其中，单晶三元材料较多晶三元材料具有更好的耐高压性能、更好的循环性能。但是，由于三元材料本身属性的缺陷，比如Li+/Ni2+离子混排、高电压条件下的相变等等，导致材料循环性能变差。为了改善正极材料的循环稳定性，同时，也为了迎合某些下游客户的特殊要求(要求循环性能具备一定的爬坡特征)，因此开发出一种循环初期爬坡、循环性能优异的523单晶三元材料。
但是，现有技术中，没有关于具有循环爬坡且循环性能优异的523单晶三元材料制备方法的相关报道。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种长循环型523单晶三元材料的制备方法，该方法能够得到一种循环初期具有适当爬坡，且循环性能优异的523单晶三元材料，且该方法工艺简单、制备的材料性能稳定、易于工业化生产应用。
为了实现上述目的，本发明提供了一种长循环型523单晶三元材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH、碳酸锂和锆化合物进行配比，干法混料后得到混合料，其中，前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH与碳酸锂按照Li:Ni0.5Co0.2Mn0.3＝(1+x):1的摩尔比进行配比，x＝0.055-0.065，并控制锆的含量为混合料总量的0.15-0.2重量％；
(2)将步骤(1)中得到的混合料置于匣钵中，整平，然后在空气气氛下进行烧结，得到料块，其中，具体烧结过程为：将温度升至795-805℃烧结3-8小时，接着将温度升至958-962℃烧结10-15小时，烧结结束后，增大通气量，自然冷却至100-200℃；
(3)将步骤(2)中得到的料块依次进行旋轮磨、气流磨、过筛，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料。
优选地，在步骤(1)中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的形貌为球形或类球形。
优选地，在步骤(1)中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的平均粒度D50为3-5μm。
优选地，在步骤(1)中，所述碳酸锂为电池级碳酸锂。
优选地，在步骤(1)中，所述碳酸锂的平均粒度D50为6-8μm。
优选地，在步骤(1)中，所述锆化合物为纳米级锆化合物。
优选地，在步骤(1)中，所述锆化合物为纳米氧化锆。
优选地，在步骤(1)中，采用高混机进行干法混料。
优选地，在步骤(1)中，所述干法混料的条件为：转速为150-800转/分钟，混合时间不超过1小时。
优选地，在步骤(2)中，具体烧结过程为：将温度升至800℃烧结5小时，接着将温度升至960℃烧结12小时，烧结结束后，增大通气量，自然冷却至150℃。
优选地，在步骤(3)中，所述气流磨的条件为：研磨气压力为0.4-0.7MPa，分级频率为90-120Hz。
优选地，该方法还包括向步骤(3)中得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料中掺杂添加剂。
优选地，所述添加剂为氧化钛、氧化镁或氧化锶中的至少一种。
本发明采用特定的制备工艺能够得到一种循环初期具有适当爬坡，且循环性能优异的523单晶三元材料，且该方法工艺简单、制备的材料性能稳定、易于工业化生产应用。
与对比例2相比，实施例适当提高烧结温度，将单晶颗粒适当烧结长大，结果发现，烧结温度适当调高，单晶颗粒继续适当长大，单晶颗粒不会烧裂，最终能够得到一种单晶颗粒大小均匀、平均尺寸较大，循环初期具有较小爬坡现象，且循环性能优异的523单晶材料。
附图说明
图1是本发明所述方法的烧结曲线示意图；
图2是本发明实施例1中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的扫描电镜图；
图3和图4是本发明实施例1中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的电化学性能图；
图5是本发明对比例1中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的扫描电镜图；
图6和图7是本发明对比例1中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的电化学性能图；
图8是本发明对比例2中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的扫描电镜图；
图9和图10是本发明对比例2中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的电化学性能图；
图11是本发明对比例3中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的扫描电镜图；
图12和图13是本发明对比例3中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的电化学性能图；
图14是本发明对比例4中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的扫描电镜图；
图15和图16是本发明对比例3中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的电化学性能图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
现有市场中所用的523单晶三元材料的单晶颗粒形貌好，单晶颗粒平均尺寸大小分布均匀，且材料循环无爬坡现象，但是这种理想的单晶材料不能满足某些下游客户的特殊要求，比如，要求循环性能优异且具备一定的爬坡特征。发明人经过研究发现，在特定的烧结条件下，523单晶三元材料的单晶颗粒增大，在充放电的过程中极化会变大，会导致材料的容量不能完全发挥出来，但是随着循环的进行，材料逐步活化、容量会慢慢释放出来，循环会出现较小的爬坡特征，而且爬坡现象不能过于明显，否则初始容量就会变低。基于此，发明人开发了一种循环初期爬坡、循环性能优异的523单晶三元材料。
本发明提供了一种长循环型523单晶三元材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH、碳酸锂和锆化合物进行配比，干法混料后得到混合料，其中，前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH与碳酸锂按照Li:Ni0.5Co0.2Mn0.3＝(1+x):1的摩尔比进行配比，x＝0.055-0.065，并控制锆的含量为混合料总量的0.15-0.2重量％；
(2)将步骤(1)中得到的混合料置于匣钵中，整平，然后在空气气氛下进行烧结，得到料块，其中，具体烧结过程为：将温度升至795-805℃烧结3-8小时，接着将温度升至958-962℃烧结10-15小时，烧结结束后，增大通气量，自然冷却至100-200℃；
(3)将步骤(2)中得到的料块依次进行旋轮磨、气流磨、过筛，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料。
本发明通过合理控制前驱体、碳酸锂之间的配比，锆在混合料中的含量，同时采用特定的烧结过程以及将得到的料块经过适当的处理，得到的523单晶三元材料循环初期有明显爬坡特征，且循环性能优异。
在具体实施方式中，在步骤(1)中，可以控制锆的含量为混合料总量的0.15重量％、0.16重量％、0.17重量％、0.18重量％、0.19重量％或0.2重量％。在优选实施方式中，为了提高制备的单晶三元材料的循环性能，控制锆化合物的含量为混合料总量的0.17重量％。
在本发明所述的方法中，对所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的形貌没有特殊的要求，可以为本领域的常规选择。在具体实施方式中，在步骤(1)中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的形貌为球形或类球形。
进一步，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的平均粒度D50为3-5μm。在具体实施方式中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的平均粒度D50可以为3μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm、5μm以及这些点值中任意两个所构成范围中的任意值。在优选实施方式中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的平均粒度D50为3.8-4.2μm。
本文中，如无特殊说明，所述粒度是指采用粒度仪测定出来的颗粒直径。所述平均粒度D50是指样品中体积平均粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％。
在本发明所述的方法中，对所述碳酸锂的选择没有特殊的要求，可以为本领域的常规选择。在优选实施方式中，所述碳酸锂可以为电池级碳酸锂。所述电池级碳酸锂是指性能参数满足国家标准GB/T11075-2013的碳酸锂。
进一步地，所述碳酸锂的平均粒度D50为6-8μm。具体地，所述碳酸锂的平均粒度D50可以为6μm、6.2μm、6.4μm、6.6μm、6.8μm、7μm、7.2μm、7.4μm、7.6μm、7.8μm、8μm以及这些点值中任意两个所构成范围中的任意值。在优选实施方式中，所述碳酸锂的平均粒度D50为6.5-7.5μm。
在本发明所述的方法中，所述锆化合物可以为本领域的常规选择。在具体实施方式中，在步骤(1)中，所述锆化合物为纳米级锆化合物。在优选实施方式中，所述锆化合物为纳米氧化锆。
在本发明所述的方法中，对前驱体、碳酸锂和锆化合物进行混料的设备可以为本领域常规使用的各种设备。在干法混料中，最终使混料状态观察不到白点即可。
为了使所述前驱体、碳酸锂和锆化合物充分混合，均匀预热，为烧结提供良好的条件，在优选实施方式中，在步骤(1)中，采用高混机进行干法混料。
在步骤(1)中，所述干法混料的转速为150-800转/分钟。具体地，例如可以为150转/分钟、180转/分钟、200转/分钟、230转/分钟、250转/分钟、280转/分钟、300转/分钟、350转/分钟、400转/分钟、450转/分钟、500转/分钟、550转/分钟、600转/分钟、650转/分钟、700转/分钟、750转/分钟、800转/分钟以及这些点值中任意两个所构成范围中的任意值。
在优选实施方式中，在步骤(1)中，所述干法混料的转速为300-700转/分钟。在更为优选的实施方式中，在步骤(1)中，所述干法混料的转速为500-600转/分钟。
在步骤(1)中，所述干法混料的混合时间不超过1小时。在优选实施方式中，所述干法混料的混合时间不超过50分钟。在更为优选的实施方式中，所述干法混料的混合时间不超过40分钟。
在本发明书所述的方法中，对进行煅烧的设备并没有特殊的要求，可以为本领域常规使用的各种设备。在具体的实施方式中，所述烧结在箱式炉中进行。
在本发明所述的方法中，在步骤(2)中，在具体实施方式中，所述烧结过程包括两个烧结平台(烧结曲线如图1所示)。在具体实施方式中，第一个烧结平台1可以将温度升至795℃、796℃、797℃、798℃、799℃、800℃、801℃、802℃、803℃、804℃或805℃烧结3、4、5、6、7或8小时。第二个烧结平台2可以将温度升至958℃、959℃、960℃、961℃或962℃烧结10、11、12、13、14或15小时。
在具体实施方式中，烧结结束后，使烧结炉自然冷却至100℃、120℃、140℃、160℃、180℃或200℃时，匣钵即可出炉。
在一种优选实施方式中，在步骤(2)中，具体烧结过程为：将温度升至800℃烧结5小时，接着将温度升至960℃烧结12小时，烧结结束后，随炉自然冷却至150℃出炉。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述气流磨的压力为0.4-0.7MPa；具体地，例如可以为0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa或0.7MPa；优选情况下，在步骤(3)中，所述气流磨的压力为0.5MPa。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述气流磨的分级频率为90-120Hz；具体地，例如可以为90Hz、95Hz、100Hz、105Hz、110Hz、115Hz或120Hz；优选情况下，在步骤(3)中，所述气流磨的分级频率为100-110Hz。
本发明所述的方法还包括向得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料中掺杂添加剂。
所述添加剂可以为本领域的常规选择，在具体实施方式中，所述添加剂可以为氧化钛、氧化镁或氧化锶中的至少一种。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例和对比例中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的电化学性能测试方法为：将制备的材料制作纽扣电池，组装成CR2025扣式电池，进行恒流充放电性能测试，测试电压范围为3.0-4.4V。
实施例1
将前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH与电池级碳酸锂按照Li:Ni0.5Co0.2Mn0.3＝1.06:1进行配比，同时加入氧化锆，在高混机中混合得到混合料，控制混合料中锆的含量为混合料总量的0.17重量％，高混机转速为600rpm，混合时间为50分钟，混料状态观察不到白点即可，其中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的平均粒度D50为4μm，所述碳酸锂的平均粒度D50为8μm；将混合料装入匣钵，放置到箱式炉中，空气气氛下进行烧结，得到料块，烧结平台1：温度为800℃，时间为5h，烧结平台2：温度为960℃，时间为12h，烧结完成后，增大通气量，使箱式炉自然冷却至150℃，并取出匣钵；将料块依次进行旋轮磨、气流磨、过筛，其中，所述气流磨的条件为：研磨气压力为0.5MPa，分级频率为100Hz，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料A1。扫描电镜图如图2所示，电化学性能图如图3和图4所示。
本实施例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为203.8mAh/g，放电比容量为178.8mAh/g，首次充放电效率为87.7％；1C循环第1圈放电比容量为160.7mAh/g，第50圈放电比容量为162.2mAh/g，容量保持率为100.9％；第100圈放电比容量为159.2mAh/g，容量保持率为99.1％。
从图2可以看出，本实施例制备的材料单晶颗粒形貌好，单晶颗粒平均尺寸为2.6μm，大小分布均匀；从图3和图4以及电化学性能测试数据可以看出，本实施例制备的材料循环初期有爬坡现象，循环性能优异。
实施例2
将前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH与电池级碳酸锂按照Li:Ni0.5Co0.2Mn0.3＝1.065:1进行配比，同时加入氧化锆，在高混机中混合得到混合料，控制混合料中锆的含量为混合料总量的0.15重量％，高混机转速为800rpm，混合时间为40分钟，混料状态观察不到白点即可，其中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的平均粒度D50为3μm，所述碳酸锂的平均粒度D50为7μm；将混合料装入匣钵，放置到箱式炉中，空气气氛下进行烧结，得到料块，烧结平台1：温度为805℃，时间为3h，烧结平台2：温度为958℃，时间为10h，烧结完成后，增大通气量，使箱式炉自然冷却至100℃，并取出匣钵；将料块依次进行旋轮磨、气流磨、过筛，其中，所述气流磨的条件为：研磨气压力为0.5MPa，分级频率为90Hz，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料A2。
本实施例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为203.5mAh/g，放电比容量为178.3mAh/g，首次充放电效率为87.6％；1C循环第1圈放电比容量为160.8mAh/g，第50圈放电比容量为162.3mAh/g，容量保持率为100.9％；第100圈放电比容量为159.1mAh/g，容量保持率为98.9％。
实施例3
将前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH与电池级碳酸锂按照Li:Ni0.5Co0.2Mn0.3＝1.055:1进行配比，同时加入氧化锆，在高混机中混合得到混合料，控制混合料中锆的含量为混合料总量的0.2重量％，高混机转速为400rpm，混合时间为55分钟，混料状态观察不到白点即可，其中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的平均粒度D50为5μm，所述碳酸锂的平均粒度D50为6μm；将混合料装入匣钵，放置到箱式炉中，空气气氛下进行烧结，得到料块，烧结平台1：温度为795℃，时间为8h，烧结平台2：温度为962℃，时间为15h，烧结完成后，增大通气量，使箱式炉自然冷却至200℃，并取出匣钵；将料块依次进行旋轮磨、气流磨、过筛，所述气流磨的条件为：研磨气压力为0.4MPa，分级频率为100Hz，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料A3。
本实施例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为203.5mAh/g，放电比容量为178.5mAh/g，首次充放电效率为87.7％；1C循环第1圈放电比容量为160.1mAh/g，第50圈放电比容量为161.8mAh/g，容量保持率为101.0％；第100圈放电比容量为158.9mAh/g，容量保持率为99.2％。
实施例4
按照实施例1的方法实施，与之不同的是，所述气流磨的分级频率为120Hz，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料A4。
本实施例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为203.7mAh/g，放电比容量为178.8mAh/g，首次充放电效率为87.8％；1C循环第1圈放电比容量为160.8mAh/g，第50圈放电比容量为162.2mAh/g，容量保持率为100.9％；第100圈放电比容量为159.0mAh/g，容量保持率为98.9％。
实施例5
按照实施例1的方法实施，与之不同的是，所述过筛的筛网目数为350目，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料A5。
本实施例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为203.8mAh/g，放电比容量为178.8mAh/g，首次充放电效率为87.7％；1C循环第1圈放电比容量为160.7mAh/g，第50圈放电比容量为162.7mAh/g，容量保持率为101.2％；第100圈放电比容量为159.0mAh/g，容量保持率为98.9％。
对比例1
按照实施例1的方法实施，与之不同的是，烧结平台2的温度为965℃，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料B1。扫描电镜图如图5所示，电化学性能图如图6和图7所示。
本对比例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为203.0mAh/g，放电比容量为170.5mAh/g，首次充放电效率为84％；1C循环第1圈放电比容量为130mAh/g，第50圈放电比容量为127.5mAh/g，容量保持率为98.1％；第100圈放电比容量为111.7mAh/g，容量保持率为85.9％。
从图5可以看出，本对比例制备的材料单晶颗粒明显烧裂，而且单晶颗粒之间因烧结温度过高而熔融在一起；从图6和图7以及电化学性能测试数据可以看出，本对比例制备的材料由于过烧导致锂损失过多，容量过低。
对比例2
按照实施例1的方法实施，与之不同的是，烧结平台2的温度为955℃，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料B2。扫描电镜图如图8所示，电化学性能图如图9和图10所示。
本对比例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为203.8mAh/g，放电比容量为180.8mAh/g，首次充放电效率为88.7％；1C循环第1圈放电比容量为161mAh/g，第50圈放电比容量为156.6mAh/g，容量保持率为97.3％；第100圈放电比容量为152.5mAh/g，容量保持率为94.7％。
从图8可以看出，本对比例制备的材料单晶颗粒形貌好，单晶颗粒平均尺寸为1.5μm，大小分布均匀；从图9和图10以及电化学性能测试数据可以看出，本对比例制备的材料循环无爬坡现象，且循环性能比实施例1差。
对比例3
按照实施例1的方法实施，与之不同的是，烧结平台2的温度为950℃，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料B3。扫描电镜图如图11所示，电化学性能图如图12和图13所示。
本对比例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为204.7mAh/g，放电比容量为179mAh/g，首次充放电效率为87.4％；1C循环第1圈放电比容量为162.6mAh/g，第50圈放电比容量为155.2mAh/g，容量保持率为95.4％；第100圈放电比容量为143.6mAh/g，容量保持率为88.3％。
从图11可以看出，本对比例制备的材料单晶形貌存在部分未烧开团聚颗粒，大小分布不均匀；从图12和图13以及电化学性能测试数据可以看出，本对比例制备的材料循环无爬坡现象，循环性能较差。
对比例4
按照实施例1的方法实施，与之不同的是，烧结平台2的温度为945℃，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料B4。扫描电镜图如图14所示，电化学性能图如图15和图16所示。
本对比例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为204.2mAh/g，放电比容量为181.1mAh/g，首次充放电效率为88.7％；1C循环第1圈放电比容量为162.6mAh/g，第50圈放电比容量为155.4mAh/g，容量保持率为95.6％；第100圈放电比容量为137.4mAh/g，容量保持率为84.5％。
从图14可以看出，本对比例制备的材料大部分是未烧开团聚颗粒，大小分布不均匀；从图15和图16以及电化学性能测试数据可以看出，本对比例制备的材料循环无爬坡现象，循环性能较差。
对比例5
按照实施例1的方法实施，与之不同的是，烧结平台1的温度为780℃，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料B5。
本对比例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为204.0mAh/g，放电比容量为180.6mAh/g，首次充放电效率为88.5％；1C循环第1圈放电比容量为162.3mAh/g，第50圈放电比容量为153.3mAh/g，容量保持率为94.5％；第100圈放电比容量为141.7mAh/g，容量保持率为87.3％。
对比例6
按照实施例1的方法实施，与之不同的是，控制混合料中锆的含量为混合料总量的0.12重量％，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料B6。
本对比例制备的材料的电化学性能测试数据为：0.1C充电比容量为202.5mAh/g，放电比容量为176.3mAh/g，首次充放电效率为87.1％；1C循环第1圈放电比容量为159.4mAh/g，第50圈放电比容量为151.7mAh/g，容量保持率为95.2％；第100圈放电比容量为138.9mAh/g，容量保持率为87.1％。
通过对比实施例和对比例中制备的镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料的扫描电镜测试结果可以看出，实施例中制备的材料具有明显的单晶形貌特征，且单晶颗粒较大，平均尺寸2.6μm；而对比例中制备的材料的形貌均无法达到大颗粒单晶的形貌要求。
从表1所示的数据可以看出，实施例中制备的材料循环性能明显提升，且在循环初期具有较小的爬坡现象，符合某些特定客户的循环初期爬坡要求。
表1
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种长循环型523单晶三元材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH、碳酸锂和锆化合物进行配比，干法混料后得到混合料，其中，前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH与碳酸锂按照Li:Ni0.5Co0.2Mn0.3 = (1+x):1的摩尔比进行配比，x = 0.055-0.065，并控制锆的含量为混合料总量的0.15-0.2重量%，所述碳酸锂的平均粒度D50为6-8μm；
（2）将步骤（1）中得到的混合料置于匣钵中，整平，然后在空气气氛下进行烧结，得到料块，其中，具体烧结过程为：将温度升至795-805℃烧结3-8小时，接着将温度升至958-962℃烧结10-15小时，烧结结束后，增大通气量，自然冷却至100-200℃；
（3）将步骤（2）中得到的料块依次进行旋轮磨、气流磨、过筛，得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的形貌为球形或类球形。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH的平均粒度D50为3-5μm。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述碳酸锂为电池级碳酸锂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述锆化合物为纳米级锆化合物。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述锆化合物为纳米氧化锆。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，采用高混机进行干法混料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述干法混料的条件为：转速为150-800转/分钟，混合时间不超过1小时。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，具体烧结过程为：将温度升至800℃烧结5小时，接着将温度升至960℃烧结12小时，烧结结束后，增大通气量，自然冷却至150℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述气流磨的条件为：研磨气压力为0.4-0.7MPa，分级频率为90-120Hz。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括向步骤（3）中得到镍钴锰酸锂NCM523单晶三元材料中掺杂添加剂。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述添加剂为氧化钛、氧化镁或氧化锶中的至少一种。
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