CN114369862A - 一种低成本锂电三元正极材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本锂电三元正极材料制备方法，属于锂电正极材料制备领域。该方法为将锂电正极材料各工序产生的细粉，分别单独汇总进行收集、破碎，随后测试各类细粉的残碱含量，配置各类所述细粉的混合料，使其加权碳酸锂含量介于0.5％‑1.5％之间，最后将混合料烧结、破碎，进一步制成锂电正极材料。该方法通过对不同工序中的破碎料进行预处理和合理配混，生产过程不必进行补锂，合理节约和利用资源，降低了锂电正极材料的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及锂电正极材料制备领域，尤其涉及一种低成本锂电三元正极材料制备方法。
背景技术
近年来，锂离子电池在3C领域、动力领域等有了长足发展，其产能也不断扩大。随着全球锂电产能迅速增加，锂电正极材料的主要原材料镍、钴、锰、锂等日渐短缺，锂离子电池的发展最终可能遭受冲击。
然而，在锂电正极材料生产过程中，尤其是镍钴锰酸锂和钴酸锂等生产过程中，一次破碎和二次破碎等工序中会产出大量未被利用的细粉，其中蕴含大量过渡金属和锂元素，因此，采取环保可行的方法对其回收利用迫在眉睫。
现有的回收利用方法中，补锂是通用的方法，但还是会增加锂资源的用量，而且效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本锂电三元正极材料制备方法，通过对不同工序中的破碎料进行预处理和合理配混，生产过程不必进行补锂，合理节约和利用资源，降低了锂电三元正极材料的生产成本。
为实现以上目的，本发明采用以下具体技术方案：
一种低成本锂电三元正极材料制备方法，包括如下步骤：
S1：将锂电正极材料各工序产生的细粉，如镍钴锰酸锂一次破碎细粉、二次破碎细粉、钴酸锂一次破碎细粉，钴酸锂二次破碎细粉等，分别单独汇总进行收集。
优选地，所述收集各工序产生的细粉的D90为10-100微米；进一步优选为12-25微米。
S2：将S1中各类所述细粉分别进行破碎，破碎后的细粉D90优选为2-10微米；更优选为3-8微米。
破碎的目的是为了将颗粒更好的分散，增加断面，让残碱更多的暴露出来，残碱含量测试更准确；同时颗粒尺寸的减小也可以让后续反应路径更短，耗能更少。但是发明人同时发现，若颗粒尺寸过小，则会影响锂离子的传输速率，不利于正极材料性能的提升，因此，本发明综合这两个因素，限定合理的S1中收集各工序产生的细粉的D90尺寸以及S2中破碎后细粉的D90尺寸；兼具提高残碱测量准确性及利用率，同时保证了正极材料的性能。
优选地，所述步骤S2中，将S1中各类所述细粉先进行低温处理，然后再进行破碎。
更优选地，所述低温处理为将S1中各类所述细粉置于-40℃以下静置30-120min以上。经此低温条件处理后，可以将细粉颗粒脆裂性能增加到合适的范围，有利于后续破碎，更好的促进了后续颗粒断面的增加。
优选地，所述破碎为气流磨破碎。
S3：测试S2中所述破碎后的细粉的残碱含量。
优选地，采用滴定法或改进的滴定法测试残碱，包括碳酸锂含量、氢氧化锂含量等。
S4：根据S3中测得的残碱含量配置各类所述细粉的混合料，使其加权碳酸锂含量介于0.5％-1.5％之间，优选为1.0％-1.5％之间。
比如按照细粉1重量M1×细粉1碳酸锂含量W1+细粉2重量M2×细粉2碳酸锂含量W2+…+细粉n重量Mn×细粉n碳酸锂含量Wn的总和除以细粉M1到Mn的总和，使得加权碳酸锂含量介于0.5％-1.5％的水平(即(M1×W1+M2×W2+…+Mn×Wn)/(M1+M2+…+Mn)＝0.5％-1.5％)，按照对应细粉重量批号等信息进行加权配料。
优选地，将配好的所述混合料进行球磨混合。
S5：将S4中的所述配置好的混合料进行烧结，烧结后自然降温，随后破碎，进一步制成锂电正极材料。
优选地，所述烧结为按照2-5℃/min匀速升温。
优选地，所述烧结的温度为900℃-1150℃；更优选地，所述烧结的温度为950℃-1000℃。
优选地，所述烧结的时间为8-15h，更优选地，所述烧结的时间为10-12h。
本发明中混合料中部分细粉已经过烧结工艺，残碱中锂离子在更高能量条件下才能完成迁移，为提高残碱中锂离子的利用率，使更多残碱参与反应，本发明经过大量实验得出了适合的烧结温度，提高了残碱中锂离子的利用率，同时保障了正极材料的性能。
进一步地，所述S5中的破碎后的正极材料添加表面改性添加剂进行混合包覆。所述表面改性添加剂M选自Al、Ge、Mg、Cs、Ca、Zr、Nb、Ti、Sn、Sr、W和V中的至少一种，优选为Al和/或Mg，所述M源选自含有M的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐和硝酸盐中的至少一种。
进一步地，所述包覆后的正极材料在400-700℃下进行返烧处理。
本发明中所述锂电三元正极材料为LizNixCoyMn1-x-yO2，式中，0.95≤z≤1.3，0.2≤x＜1，0＜y≤0.8，x+y＜1；
优选地，0.95≤z≤1，0.4≤x≤0.8，0.2≤y≤0.4，0.7≤x+y＜1。
与现有技术相比，本发明开拓了新的一种正极材料的生产工艺，采用不同工序中的破碎料进行预处理和合理配混，同时控制制备过程的原料粒径、烧结温度、升温速率、烧结时间等工艺参数，实现了生产过程不必进行补锂，还降低了细粉的浪费、减少了细粉对环境的污染，合理节约和利用资源，降低了锂电正极材料的生产成本。同时，制备工艺简单，所制得的低成本单晶正极材料性能满足需求。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明对于所述造粒物料的形状没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的形状即可，如球状、柱状、片状。在本发明中，当所述成型物料为球状时，所述粒度指球的直径；当所述成型物料为柱状时，所述粒度指圆柱直径；当所述成型物料为片状等其它不规则形状时，所述造粒物料的粒度指其最大尺寸。
本发明如对各物质的添加量没有特殊的限定，则采用任意配比均可。
在本发明中，返烧后的材料进行指标检测，包含碳酸锂、氢氧化锂含量、总碱量和半电池容量等。
实施例1
S1：将D90为10-100微米的523型镍钴锰酸锂一次破碎细粉1、二次破碎细粉2、钴酸锂一次破碎细粉3，钴酸锂二次破碎细粉4等，分别单独汇总进行收集。
S2：将S1中四种细粉置于-40℃下静置60min，然后采用沈飞Q2.5型气流磨按照研磨压力0.4Mpa、分级频率53Hz的条件对S1中四种细粉进行破碎，D90尺寸约为2-7微米。
破碎后的粒径如表1所示，
表1破碎后的粒径分布
| 批号 | 工序 | D10 | D50 | D90 | D100 |
| 细粉1 | 一次破碎 | 1.1 | 2.6 | 6.0 | 13.1 |
| 细粉2 | 二次破碎 | 1.0 | 2.2 | 4.3 | 8.4 |
| 细粉3 | 一次破碎 | 0.4 | 1.1 | 2.4 | 4.3 |
| 细粉4 | 二次破碎 | 1.1 | 3.1 | 6.4 | 10.0 |
S3：采用滴定法测试S2中所述破碎后的细粉的残碱含量，如表2所示，
表2破碎后的细粉的残碱含量
| 批号 | 工序 | Li<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>％ | LiOH％ |
| 细粉1 | 一次破碎 | 0.315 | 0.012 |
| 细粉2 | 二次破碎 | 0.251 | 0.057 |
| 细粉3 | 一次破碎 | 2.658 | 0.185 |
| 细粉4 | 二次破碎 | 2.035 | 0.058 |
S4：根据S3中测得的残碱含量，将细粉1、细粉2、细粉3、细粉4按照重量1：1：2：1进行加权计算得出的碳酸锂含量为1.38％的混合料，按照对应细粉重量和批号等信息进行加权配料，并进行球磨混合。
S5：将S4中的所述配置好的混合料按照2.5℃/min匀速升温至980℃下烧结10h，自然降温；然后按照研磨压力0.4Mpa、分级频率53Hz的条件使用气流磨进行破碎处理；破碎后的正极材料添加表面改性添加剂Al和Mg进行混合包覆；包覆后的正极材料在620℃条件下进行返烧处理。
所得的锂电三元正极材料为Li1.03Ni0.21Co0.69Mn0.1O2，最后进行指标检测，结果如表3所示。
表3所制得的正极材料性能指标
可见，通过以上方案处理后的产品性能符合镍钴锰酸锂行业标准，产品性能均大幅度优于镍钴锰酸锂行业标准。
实施例2
S1与实施例1中相同。
S2：将S1中四种细粉直接采用沈飞Q2.5型气流磨按照研磨压力0.4Mpa、分级频率53Hz的条件对S1中四种细粉进行破碎，目标D90尺寸为5-9微米。
破碎后的粒径如表4所示，
表4破碎后的粒径分布
| 批号 | 工序 | D10 | D50 | D90 | D100 |
| 细粉1 | 一次破碎 | 2.6 | 4.9 | 8.9 | 13.5 |
| 细粉2 | 二次破碎 | 0.9 | 2.7 | 6.1 | 11.1 |
| 细粉3 | 一次破碎 | 0.8 | 2.0 | 5.3 | 9.9 |
| 细粉4 | 二次破碎 | 0.6 | 3.7 | 7.8 | 13.0 |
S3：采用滴定法测试S2中所述破碎后的细粉的残碱含量，如表5所示，
表5破碎后的细粉的残碱含量
| 批号 | 工序 | Li<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>％ | LiOH％ |
| 细粉1 | 一次破碎 | 0.365 | 0.078 |
| 细粉2 | 二次破碎 | 0.221 | 0.121 |
| 细粉3 | 一次破碎 | 2.122 | 0.056 |
| 细粉4 | 二次破碎 | 1.044 | 0.012 |
S4：根据S3中测得的残碱含量，将细粉1、细粉2、细粉3、细粉4按照重量1：1：2：1进行加权计算得出的碳酸锂含量为1.18％的混合料，按照对应细粉重量和批号等信息进行加权配料，并进行球磨混合。
S5：将S4中的所述配置好的混合料按照3℃/min匀速升温至980℃下烧结12h，自然降温；然后按照研磨压力0.4Mpa、分级频率53Hz的条件使用气流磨进行破碎处理；破碎后的正极材料添加表面改性添加剂Al和Mg进行混合包覆；包覆后的正极材料在500℃条件下进行返烧处理。
所得的锂电三元正极材料为Li1.02Ni0.21Co0.69Mn0.1O2，最后进行指标检测，结果如表6所示。
表6所制得的正极材料性能指标
可见，实施例2所得产品性能符合镍钴锰酸锂行业标准，较实施例1来说，存在粒度大、TD小等物化指标方面的差异，而在电性能方面存在放电容量略低现象。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种低成本锂电三元正极材料制备方法，包括如下步骤：
S1：将锂电正极材料各工序产生的细粉，分别单独汇总进行收集；
S2：将S1中各类所述细粉分别进行破碎；
S3：测试S2中所述破碎后的细粉的残碱含量；
S4：根据S3中测得的残碱含量配置各类所述细粉的混合料，使其加权碳酸锂含量介于0.5％-1.5％之间；
S5：将S4中的所述混合料烧结、破碎，进一步制成锂电三元正极材料。
2.根据权利要求1所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，所述锂电三元正极材料为LizNixCoyMn1-x-yO2；式中，0.95≤z≤1.3，0.2≤x＜1，0＜y≤0.8，x+y＜1；
优选地，0.95≤z≤1，0.4≤x≤0.8，0.2≤y≤0.4，0.7≤x+y＜1。
3.根据权利要求1所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，S1中，所述收集各工序产生的细粉的D90为10-100微米，
S2中，所述破碎后的细粉D90为2-10微米；
优选地，所述收集各工序产生的细粉的D90为12-25微米；
优选地，所述破碎后的细粉D90为3-8微米。
4.根据权利要求1所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，所述S2中，将S1中各类所述细粉先进行低温处理，然后进行破碎；
优选地，所述低温处理为将S1中各类所述细粉置于-40℃以下静置30-120min以上。
5.根据权利要求1所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，S2中，所述破碎为气流磨破碎。
6.根据权利要求1所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，S4中，使所述混合料加权碳酸锂含量介于1.0％-1.5％之间。
7.根据权利要求1所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，所述S5满足以下条件中的一个或多个：
a.所述烧结为按照2-5℃/min匀速升温；
b.所述烧结的温度为900℃-1150℃；
c.所述烧结的时间为8-15h。
8.根据权利要求7所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，所述b中，烧结的温度为950℃-1000℃；
所述c中，烧结的时间为10-12h。
9.根据权利要求1所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，S5中，所述的破碎后的正极材料添加表面改性添加剂进行混合包覆。
10.根据权利要求9所述的低成本锂电三元正极材料制备方法，其特征在于，所述包覆后的正极材料在400-700℃下进行返烧处理。
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|---|---|---|---|---|
| CN114988488A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-02 | 合肥融捷能源材料有限公司 | 钴酸锂细粉在制备钴酸锂正极材料中的应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106299529A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-04 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种从废旧电池中回收再生高压实正极材料的方法 |
| CN109546088A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-29 | 常州大学 | 一种高镍三元正极材料水洗方法 |
| CN110482617A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-22 | 北京工业大学 | 一种废旧动力锂电池三元正极材料的固相再生方法 |
| CN111129486A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 中天新兴材料有限公司 | 锂电池三元正极材料配料方法 |
| CN112742843A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-05-04 | 中南大学 | 一种浮选加固相烧结回收再利用废旧锰酸锂电池的方法 |
| CN112838205A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-25 | 厦门厦钨新能源材料股份有限公司 | 一种锂离子电池正极材料细粉的回收方法 |
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106299529A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-04 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种从废旧电池中回收再生高压实正极材料的方法 |
| CN109546088A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-29 | 常州大学 | 一种高镍三元正极材料水洗方法 |
| CN110482617A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-22 | 北京工业大学 | 一种废旧动力锂电池三元正极材料的固相再生方法 |
| CN111129486A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 中天新兴材料有限公司 | 锂电池三元正极材料配料方法 |
| CN112742843A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-05-04 | 中南大学 | 一种浮选加固相烧结回收再利用废旧锰酸锂电池的方法 |
| CN112838205A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-25 | 厦门厦钨新能源材料股份有限公司 | 一种锂离子电池正极材料细粉的回收方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114988488A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-02 | 合肥融捷能源材料有限公司 | 钴酸锂细粉在制备钴酸锂正极材料中的应用 |
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