FR3139951A1 - CATHODE MATERIAL PRECURSOR, CATHODE MATERIAL, PREPARATION METHOD AND USE OF CATHODE MATERIAL - Google Patents

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Abstract

Un précurseur de matériau de cathode est décrit. Le précurseur de matériau de cathode est préparé par une réaction de co-précipitation, et une valeur de pH d'un système est commandée entre 10 et 12 dans la réaction de co-précipitation. Après que la réaction de co-précipitation ait atteint l'équilibre, une différence entre des probabilités de défaut d'empilement de déformation fD de cristaux dans le système mesurées dans deux périodes de temps arbitraires à un intervalle de 4 h est supérieure ou égale à 0,7 %, et la probabilité de défaut d'empilement de déformation fD est calculée par une formule : fD=0,19FWHM(101)–0,055FWHM(102)–0,5/D(001), où FWHM(101) est une demi-largeur de pic d’un pic de diffraction (101), FWHM(102) est une demi-largeur de pic d’un pic de diffraction (102), et D(001) est une taille de grain d'une face de cristal (001). Le matériau de cathode préparé par le précurseur de matériau de cathode présente d'excellentes performances de cycle et une première capacité de décharge élevée. (À publier avec la figure 1)A cathode material precursor is described. The cathode material precursor is prepared by a co-precipitation reaction, and a pH value of a system is controlled between 10 and 12 in the co-precipitation reaction. After the co-precipitation reaction reaches equilibrium, a difference between deformation stacking fault probabilities fD of crystals in the system measured in two arbitrary time periods at an interval of 4 h is greater than or equal to 0.7%, and the deformation stacking fault probability fD is calculated by a formula: fD=0.19FWHM(101)–0.055FWHM(102)–0.5/D(001), where FWHM(101 ) is a half peak width of a (101) diffraction peak, FWHM(102) is a half peak width of a (102) diffraction peak, and D(001) is a grain size d 'a face of crystal (001). The cathode material prepared by the cathode material precursor has excellent cycle performance and high first discharge capacity. (To be published with Figure 1)

Description

PRÉCURSEUR DE MATÉRIAU DE CATHODE, MATÉRIAU DE CATHODE, PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET UTILISATION DE MATÉRIAU DE CATHODECATHODE MATERIAL PRECURSOR, CATHODE MATERIAL, PREPARATION METHOD AND USE OF CATHODE MATERIAL

L'invention concerne le domaine technique des matériaux de cathode pour batteries lithium-ion, en particulier un précurseur de matériau de cathode, un matériau de cathode, un procédé de préparation et une utilisation du matériau de cathode.The invention relates to the technical field of cathode materials for lithium-ion batteries, in particular a cathode material precursor, a cathode material, a preparation method and a use of the cathode material.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUETECHNOLOGY BACKGROUND

Dans le contexte de la « neutralité carbone » et du « pic de carbone », la structure énergétique industrielle traditionnelle est confrontée à un nouveau cycle d'ajustement. Entre autres, l'industrie des batteries au lithium, après plusieurs années de développement, est devenue le pilier du secteur des énergies nouvelles. Les matériaux de cathode haute performance sont sans aucun doute la couronne de toute la chaîne industrielle amont et aval, et 60 % à 70 % de la performance des matériaux de cathode dépendent de leurs précurseurs. Ainsi, les précurseurs haute performance sont sans aucun doute la perle la plus éblouissante de la couronne.In the context of "carbon neutrality" and "carbon peak", the traditional industrial energy structure is facing a new round of adjustment. Among others, the lithium battery industry, after several years of development, has become the pillar of the new energy sector. High-performance cathode materials are undoubtedly the crown of the entire upstream and downstream industrial chain, and 60% to 70% of the performance of cathode materials depends on their precursors. So, high-performance precursors are undoubtedly the most dazzling pearl in the crown.

Actuellement, les précurseurs de matériaux de cathode de batteries lithium-ion sont généralement préparés en utilisant un procédé de co-précipitation, dans lequel la nucléation et la croissance des cristaux sont principalement commandées par une réaction de précipitation et une réaction de complexation. Cependant, le matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode existant, qui est préparé par le procédé de co-précipitation, présente une première capacité de décharge faible et, en même temps, des performances de cycle qui doivent encore être améliorées.Currently, lithium-ion battery cathode material precursors are generally prepared using a co-precipitation process, in which the nucleation and growth of crystals are mainly driven by a precipitation reaction and a complexation reaction. However, the cathode material prepared from the existing cathode material precursor, which is prepared by the co-precipitation method, has a low first discharge capacity and, at the same time, a cycle performance that still needs to be improved. .

RÉSUMÉSUMMARY

La présente divulgation vise à résoudre au moins l’un des problèmes techniques existant dans la technique antérieure. Pour ce faire, la présente divulgation fournit un procédé de préparation d'un précurseur de matériau de cathode. Le matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode, qui est préparé par le présent procédé de préparation, présente d'excellentes performances de cycle et une première capacité de décharge élevée.The present disclosure aims to resolve at least one of the technical problems existing in the prior art. To do this, the present disclosure provides a method for preparing a cathode material precursor. The cathode material prepared from the cathode material precursor, which is prepared by the present preparation method, has excellent cycle performance and high first discharge capacity.

L'objectif technique ci-dessus de la présente divulgation est atteint par la solution technique suivante.The above technical objective of the present disclosure is achieved by the following technical solution.

Un précurseur de matériau de cathode est fourni. Le précurseur de matériau de cathode est préparé par une réaction de co-précipitation, une valeur de pH d'un système est commandée entre 9 et 12 dans la réaction de co-précipitation ; et après que la réaction de co-précipitation ait atteint l'équilibre, une différence entre des probabilités de défaut d'empilement de déformation fDde cristaux dans le système mesurées dans deux périodes de temps arbitraires à un intervalle de 4 h est supérieure ou égale à 0,7 %, et la probabilité de défaut d'empilement de déformation fDest calculée par une formule : fD=0,19FWHM(101)–0,055FWHM(102)–0,5/D(001), où FWHM(101)est une demi-largeur de pic d’un pic de diffraction (101), FWHM(102)est une demi-largeur de pic d’un pic de diffraction (102), et D(001)est une taille de grain d'une face de cristal (001).A cathode material precursor is provided. The cathode material precursor is prepared by a co-precipitation reaction, a pH value of a system is controlled between 9 and 12 in the co-precipitation reaction; and after the co-precipitation reaction reaches equilibrium, a difference between deformation stacking fault probabilities f D of crystals in the system measured in two arbitrary time periods at an interval of 4 h is greater or equal to 0.7%, and the deformation stacking fault probability f D is calculated by a formula: f D =0.19FWHM (101) –0.055FWHM (102) –0.5/D (001) , where FWHM (101) is a half peak width of a diffraction peak (101), FWHM (102) is a half peak width of a diffraction peak (102), and D (001) is a grain size of a crystal face (001).

De préférence, après que la réaction de co-précipitation a atteint l'équilibre, le taux de défaut d'empilement de déformation fDdes cristaux dans le système est de 1 % à 10 %.Preferably, after the co-precipitation reaction reaches equilibrium, the strain stacking fault rate f D of the crystals in the system is 1% to 10%.

De préférence, le précurseur de matériau de cathode présente une valeur d'étendue de distribution de taille de particule supérieure ou égale à 1,30, où span= (D90-D10)/D50.Preferably, the cathode material precursor has a particle size distribution span value greater than or equal to 1.30, where span= (D 90 -D 10 )/D 50 .

De préférence, une formule chimique du précurseur de matériau de cathode est NixCoyMnz(OH)2, dans laquelle 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 0,9, 0 ≤ z ≤ 0,9, et x + y + z = 1.Preferably, a chemical formula of the cathode material precursor is Ni x Co y Mn z (OH) 2 , wherein 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 0.9, 0 ≤ z ≤ 0.9, and x + y + z = 1.

Un procédé de préparation du précurseur de matériau de cathode tel que mentionné ci-dessus comprend les étapes suivantes consistant à : (1) mélanger une solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse avec un agent de précipitation, un agent complexant et une solution de base alcaline pour une réaction pour obtenir une solution mixte, dans lequel une valeur de pH d'un système est commandée entre 9 et12 pendant la réaction ; et après que la taille de particule D50 du cristal précurseur obtenu ait atteint 1 à 15 µm, ajuster la valeur de pH du système pour commander la réaction de co-précipitation pour atteindre un équilibre, dans lequel l'ajustement de la valeur de pH comprend une augmentation de la valeur de pH de 0,02 à 0,04 ou une diminution de la valeur de pH de 0,03 à 0,06 ; et (2) effectuer une séparation solide-liquide sur la solution mixte obtenue à l'étape (1) pour obtenir un solide, et laver et sécher le solide pour obtenir le précurseur de matériau de cathode.A method for preparing the cathode material precursor as mentioned above comprises the following steps: (1) mixing a metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese with a precipitating agent, a complexing agent and an alkaline base solution for a reaction to obtain a mixed solution, wherein a pH value of a system is controlled between 9 and 12 during the reaction; and after the particle size D50 of the obtained precursor crystal reaches 1 to 15 µm, adjusting the pH value of the system to control the co-precipitation reaction to reach an equilibrium, wherein adjusting the pH value comprises an increase in the pH value from 0.02 to 0.04 or a decrease in the pH value from 0.03 to 0.06; and (2) performing solid-liquid separation on the mixed solution obtained in step (1) to obtain a solid, and washing and drying the solid to obtain the cathode material precursor.

De manière plus préférée, la valeur de pH est ajustée de manière continue après que la taille de particule D50 du cristal précurseur obtenu ait atteint 4 à 10 µm.More preferably, the pH value is adjusted continuously after the particle size D50 of the precursor crystal obtained has reached 4 to 10 µm.

De préférence, à l'étape (1), l'ajustement du pH comprend une augmentation de la valeur de pH du système de 0,02 à 0,04 lorsque la D50 du cristal précurseur est supérieure ou égale à 0,3 µm par rapport à une taille de particule cible, et une diminution de la valeur de pH du système de 0,03 à 0,06 lorsque la D50 du cristal précurseur est inférieure ou égale à 0,3 µm par rapport à la taille de particule cible.Preferably, in step (1), the pH adjustment comprises an increase in the pH value of the system from 0.02 to 0.04 when the D50 of the precursor crystal is greater than or equal to 0.3 µm per relative to a target particle size, and a decrease in the pH value of the system from 0.03 to 0.06 when the D50 of the precursor crystal is less than or equal to 0.3 µm relative to the target particle size.

De préférence, à l'étape (1), la concentration totale d'ions métalliques de nickel, de cobalt et de manganèse dans la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse est de 1 à 3 mol/L.Preferably, in step (1), the total concentration of metal ions of nickel, cobalt and manganese in the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese is 1 to 3 mol/L.

De préférence, à l'étape (1), un rapport molaire de l'élément nickel, de l'élément cobalt et de l'élément manganèse dans la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse est x : y : z, où 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 0,9, 0 ≤ z ≤ 0,9, et x + y + z = 1.Preferably, in step (1), a molar ratio of the nickel element, the cobalt element and the manganese element in the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese is x:y : z, where 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 0.9, 0 ≤ z ≤ 0.9, and x + y + z = 1.

De préférence, à l'étape (1), l'agent de précipitation est au moins une parmi une solution d'hydroxyde de sodium et une solution d'hydroxyde de potassium, et l'agent de précipitation présente une concentration de 2 à 14 mol/L.Preferably, in step (1), the precipitating agent is at least one of a sodium hydroxide solution and a potassium hydroxide solution, and the precipitating agent has a concentration of 2 to 14 mol/L.

De préférence, à l'étape (1), l'agent complexant est de l'ammoniac avec une fraction massique de 20 %.Preferably, in step (1), the complexing agent is ammonia with a mass fraction of 20%.

De préférence, à l'étape (1), la solution de base alcaline est une solution mixte d'hydroxyde de sodium et d'ammoniac, et la solution de base alcaline présente une valeur de pH de 9 à 12 et une concentration d'ammoniac de 0 à 10 g/L.Preferably, in step (1), the alkaline base solution is a mixed solution of sodium hydroxide and ammonia, and the alkaline base solution has a pH value of 9 to 12 and a concentration of ammonia from 0 to 10 g/L.

De préférence, à l'étape (1), la réaction est effectuée dans une cuve de réaction, et le mélange est effectué en ajoutant la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse, l'agent précipitant et l'agent complexant à la solution de base alcaline en parallèle.Preferably, in step (1), the reaction is carried out in a reaction vessel, and mixing is carried out by adding the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese, the precipitating agent and the complexing agent to the alkaline base solution in parallel.

De préférence, à l'étape (1), après que la réaction ait atteint l'équilibre, la différence entre des probabilités de défaut d'empilement de déformation fDdes cristaux dans la solution mixte mesurée dans deux périodes de temps arbitraires à un intervalle de 4 h est supérieure ou égale à 0,7 %.Preferably, in step (1), after the reaction has reached equilibrium, the difference between strain stacking fault probabilities f D of the crystals in the mixed solution measured in two arbitrary time periods at a 4-hour interval is greater than or equal to 0.7%.

De préférence, à l'étape (1), la réaction est effectuée à une température de 50 à 80°C.Preferably, in step (1), the reaction is carried out at a temperature of 50 to 80°C.

De préférence, à l'étape (2), le séchage est effectué à une température de 90 à 120℃, et le séchage dure de 30 à 50 h.Preferably, in step (2), the drying is carried out at a temperature of 90 to 120℃, and the drying lasts for 30 to 50 hours.

Un procédé de préparation pour un matériau de cathode comprend les étapes suivantes consistant à : mélanger le précurseur de matériau de cathode tel que mentionné ci-dessus avec une source de lithium et un additif, effectuer un frittage primaire dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau principalement fritté ; et broyer le matériau principalement fritté, mélanger avec l'additif, et effectuer un frittage secondaire dans une atmosphère aérobie pour obtenir le matériau de cathode.A preparation method for a cathode material comprises the following steps: mixing the cathode material precursor as mentioned above with a lithium source and an additive, performing primary sintering in an aerobic atmosphere to obtain a material mainly sintered; and grinding the mainly sintered material, mixing with the additive, and performing secondary sintering in an aerobic atmosphere to obtain the cathode material.

De préférence, la source de lithium est au moins un parmi LiOH et Li2CO3.Preferably, the lithium source is at least one of LiOH and Li 2 CO 3 .

De préférence, l'additif est un composé contenant au moins l'un des éléments Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B et F, ou une combinaison de composés contenant au moins l'un des éléments Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B et F.Preferably, the additive is a compound containing at least one of the elements Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce , B and F, or a combination of compounds containing at least one of the elements Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, This, B and F.

De préférence, une température pour le frittage primaire est de 700 à 1020°, et le frittage primaire dure de 28 à 32 h.Preferably, a temperature for primary sintering is 700 to 1020°, and primary sintering lasts 28 to 32 hours.

De préférence, une température pour le frittage secondaire est de 250 à 750°, et le frittage secondaire dure de 6 à 9 h.Preferably, a temperature for the secondary sintering is 250 to 750°, and the secondary sintering lasts 6 to 9 hours.

Un matériau de cathode est préparé par le procédé de préparation tel que décrit ci-dessus.A cathode material is prepared by the preparation method as described above.

De préférence, une formule chimique du matériau de cathode est Li1+aNixCoyMnzMbO2@Nc, dans laquelle 0 ≤ a ≤ 0,2, 0 ≤ B ≤ 0,03, 0 ≤ c ≤ 0,04, et M et N sont au moins l'un des éléments Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B et F.Preferably, a chemical formula of the cathode material is Li 1+a Ni x Co y Mn z M b O 2 @N c , in which 0 ≤ a ≤ 0.2, 0 ≤ B ≤ 0.03, 0 ≤ c ≤ 0.04, and M and N are at least one of the elements Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce , B and F.

Il est également prévu d'utiliser le matériau de cathode tel que mentionné ci-dessus dans la préparation d'une batterie lithium-ion.It is also intended to use the cathode material as mentioned above in the preparation of a lithium-ion battery.

La divulgation de préparation présente les effets bénéfiques suivants :Disclosure of preparation has the following beneficial effects:

(1) Dans la préparation du précurseur de matériau de cathode de la présente divulgation, la valeur de pH du précurseur synthétisé est commandée entre 9 et 12, et la valeur de pH est ajustée en continu après que la taille de particule ait atteint la taille de particule cible. En ajustant en continu la valeur de pH, l'équilibre entre la réaction de co-précipitation et la réaction de complexation est commandé, et la vitesse de croissance des cristaux est ajustée. La croissance rapide des cristaux entraîne une forte probabilité de défauts, tandis que la croissance lente des cristaux aide à obtenir des cristaux idéaux sans défauts. En modifiant en continu la valeur de pH du système réactionnel de manière à modifier la vitesse de croissance de cristaux à différentes périodes, un précurseur avec une structure de défaut de gradient est obtenu. Le défaut structurel du précurseur est exprimé par la probabilité de défaut d'empilement de croissance fD, qui peut être calculée en ajustant un motif de diffraction de rayons X (DRX) du précurseur avec un logiciel X-pert Highscore. Une fois que le précurseur est lithié et fritté à une température élevée, le matériau de cathode hérite de la structure de défaut de gradient. La structure de défaut de gradient peut également libérer la contrainte générée dans le processus de désintercalation d'ions lithium, de manière à réduire le craquage de particules primaires et d'agrégats secondaires et d’améliorer les performances de cycle du matériau de cathode. De plus, le défaut de gradient mentionné ci-dessus est à l'échelle atomique à l'intérieur du matériau, et un défaut de gradient n'introduira pas de nouvelle interface ou n'ajoutera pas de nouvelle impédance d'interface, en améliorant ainsi les performances électrochimiques du matériau.(1) In the preparation of the cathode material precursor of the present disclosure, the pH value of the synthesized precursor is controlled between 9 and 12, and the pH value is continuously adjusted after the particle size reaches the size of target particle. By continuously adjusting the pH value, the balance between the co-precipitation reaction and the complexation reaction is controlled, and the crystal growth rate is adjusted. Rapid crystal growth results in a high probability of defects, while slow crystal growth helps in obtaining ideal defect-free crystals. By continuously changing the pH value of the reaction system so as to change the crystal growth rate at different periods, a precursor with a gradient defect structure is obtained. The structural defect of the precursor is expressed by the growth stacking fault probability f D , which can be calculated by fitting an X-ray diffraction (XRD) pattern of the precursor with X-pert Highscore software. After the precursor is lithiated and sintered at a high temperature, the cathode material inherits the gradient defect structure. The gradient defect structure can also release the stress generated in the lithium ion deintercalation process, so as to reduce the cracking of primary particles and secondary aggregates and improve the cycling performance of the cathode material. Additionally, the gradient defect mentioned above is at the atomic scale inside the material, and a gradient defect will not introduce a new interface or add a new interface impedance, improving thus the electrochemical performance of the material.

(2) Dans la préparation du précurseur de matériau de cathode de la présente divulgation, il est facile d'obtenir une sursaturation élevée (sursaturation S=[Me2+][OH-]2/Kθsp,Me(OH)2) à une valeur de pH élevée du système réactionnel. Étant donné que les forces pour l'entraînement de la nucléation et la croissance des cristaux sont toutes deux sursaturées, les cristaux se nucléent et croissent à une vitesse plus élevée sous une sursaturation élevée, ce qui entraîne une consommation excessive de sursaturation. Du fait que le système réactionnel est à une valeur de pH élevée, l'équilibre entre la réaction de précipitation et la réaction de complexation est rompu, la réaction de précipitation est améliorée et conduit à la production de particules plus petites dans un court laps de temps, la distribution de taille de particule du précurseur devient plus large, et une large distribution de taille de particule peut améliorer efficacement la densité apparente de particules, en améliorant ainsi la densité énergétique du matériau de cathode. La distribution de taille de particule du précurseur est exprimée par une valeur span, où span=(D90-D10)/D50. Plus la valeur d'échelle est grande, plus la distribution de taille de particule du précurseur est large. Au fur et à mesure que la solution métallique est réapprovisionnée en continu, l'ampleur de la sursaturation augmente à nouveau, puis le processus de réaction ci-dessus se répète périodiquement.(2) In the preparation of the cathode material precursor of the present disclosure, it is easy to obtain high supersaturation (supersaturation S=[Me 2+ ][OH - ] 2 /K θ sp,Me(OH) 2 ) at a high pH value of the reaction system. Since the forces for driving nucleation and crystal growth are both supersaturated, crystals nucleate and grow at a higher rate under high supersaturation, resulting in excessive consumption of supersaturation. Due to the reaction system being at a high pH value, the balance between the precipitation reaction and the complexation reaction is broken, the precipitation reaction is enhanced and leads to the production of smaller particles within a short period of time. time, the particle size distribution of the precursor becomes wider, and a wide particle size distribution can effectively improve the apparent density of particles, thereby improving the energy density of the cathode material. The particle size distribution of the precursor is expressed as a span value, where span=(D 90 -D 10 )/D 50 . The larger the scale value, the broader the particle size distribution of the precursor. As the metal solution is continuously replenished, the magnitude of supersaturation increases again, and then the above reaction process repeats periodically.

La est une image de microscope électronique à balayage (SEM) d'un échantillon de processus de précurseur à l'heure 80 préparé dans l'exemple 1 de la présente divulgation ;There is a scanning electron microscope (SEM) image of an 80 hour precursor process sample prepared in Example 1 of the present disclosure;

la est une image de SEM d'un échantillon de processus de précurseur à l'heure 84 préparé dans l'exemple 1 de la présente divulgation ;there is an SEM image of a precursor process sample at time 84 prepared in Example 1 of the present disclosure;

la est une image de SEM d'un matériau de cathode préparé dans l'exemple 1 de la présente divulgation ;there is an SEM image of a cathode material prepared in Example 1 of the present disclosure;

la est une image de SEM d'un échantillon de processus de précurseur à l'heure 80 préparé dans l'exemple comparatif 1 de la présente divulgation ;there is an SEM image of an 80 hour precursor process sample prepared in Comparative Example 1 of the present disclosure;

la est une image de SEM d'un échantillon de processus de précurseur à l'heure 84 préparé dans l'exemple comparatif 1 de la présente divulgation ;there is an SEM image of a precursor process sample at time 84 prepared in Comparative Example 1 of the present disclosure;

la est un diagramme de comparaison des taux de rétention de capacité de cycle de matériaux de cathode préparés dans l'exemple 1 et l'exemple comparatif 1 de la présente divulgation ;there is a comparison chart of cycle capacity retention rates of cathode materials prepared in Example 1 and Comparative Example 1 of the present disclosure;

la est un diagramme de diffraction de rayons X de précurseurs finis préparés par le procédé de co-précipitation de l'exemple 1 et de l'exemple comparatif 1 de la présente divulgation.there is an X-ray diffraction pattern of finite precursors prepared by the co-precipitation method of Example 1 and Comparative Example 1 of the present disclosure.

la est un diagramme de distribution de taille de particule des précurseurs finis préparés par le procédé de co-précipitation de l'exemple 1 et de l'exemple comparatif 1 de la présente divulgation.there is a particle size distribution diagram of the finished precursors prepared by the co-precipitation method of Example 1 and Comparative Example 1 of the present disclosure.

DESCRIPTION DÉTAILLÉEDETAILED DESCRIPTION

La présente divulgation va être décrite plus en détail ci-dessous en combinaison avec des exemples spécifiques.The present disclosure will be described in more detail below in combination with specific examples.

Exemple 1 :Example 1:

Un procédé de préparation d'un précurseur de matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material precursor comprised the following steps:

étape 1, en sélectionnant comme matières premières du chlorure de nickel, du chlorure de cobalt et du chlorure de manganèse selon un rapport molaire de 0,70: 0,10: 0,20 (Ni: Co: Mn), une solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse présentant une concentration totale en ions métalliques de nickel, cobalt et manganèse de 2,0 mol/L a été préparée ; une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 4,5 mol/L a été préparée en tant qu'agent précipitant ; et de l'ammoniac présentant une fraction massique de 20 % a été préparé en tant qu'agent complexant ;step 1, selecting as raw materials nickel chloride, cobalt chloride and manganese chloride at a molar ratio of 0.70:0.10:0.20 (Ni:Co:Mn), salt solution metal containing nickel, cobalt and manganese having a total nickel, cobalt and manganese metal ion concentration of 2.0 mol/L was prepared; a sodium hydroxide solution with a concentration of 4.5 mol/L was prepared as a precipitating agent; and ammonia having a mass fraction of 20% was prepared as a complexing agent;

étape 2, une solution de base alcaline a été ajoutée dans une cuve de réaction jusqu'à débordement d'une palette d'agitation de fond, et l'agitation a été commencée ; où la solution de base alcaline était une solution mixte d'hydroxyde de sodium et d'ammoniac, la solution de base alcaline présentait une valeur de pH de 11,7, et l'ammoniac présentait une concentration de 8,0 g/L ;step 2, an alkaline base solution was added into a reaction tank until a bottom stirring paddle overflowed, and stirring was started; where the alkaline base solution was a mixed solution of sodium hydroxide and ammonia, the alkaline base solution had a pH value of 11.7, and the ammonia had a concentration of 8.0 g/L;

étape 3, la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse, la solution d'hydroxyde de sodium et l'ammoniac préparé à l'étape 1 ont été ajoutés dans la cuve de réaction en parallèle pour une réaction de synthèse d'un précurseur dans un mode continu ; où la température de réaction dans la cuve a été commandée à 65℃, la valeur de pH était de 11, et l'ammoniac présentait une concentration de 8,0 g/L ;step 3, the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese, sodium hydroxide solution and ammonia prepared in step 1 were added into the reaction vessel in parallel for synthesis reaction of a precursor in a continuous mode; where the reaction temperature in the tank was controlled at 65℃, the pH value was 11, and the ammonia had a concentration of 8.0 g/L;

étape 4, une taille de particule cible D50 du précurseur dans la cuve a été fixée à 4,0 μm ; et la valeur de pH de la réaction a été ajustée lorsque la taille de particule D50 du précurseur dans la cuve a été détectée à 4,0±0,3 μm, en particulier, la valeur de pH a été augmentée de 0,02 lorsque D50 était de 0,3 μm supérieure à la taille de particule cible, et la valeur de pH a été diminuée de 0,03 μm lorsque D50 était de 0,3 μm inférieure à la taille de particule cible ; et un matériau a été collecté en continu ;step 4, a target particle size D50 of the precursor in the tank was set to 4.0 μm; and the pH value of the reaction was adjusted when the particle size D50 of the precursor in the tank was detected to be 4.0±0.3 μm, in particular, the pH value was increased by 0.02 when D50 was 0.3 μm larger than the target particle size, and the pH value was decreased by 0.03 μm when D50 was 0.3 μm smaller than the target particle size; and material was collected continuously;

étape 5, une séparation solide-liquide a été réalisée sur le matériau collecté, et un précipité a été lavé ; etstep 5, solid-liquid separation was performed on the collected material, and a precipitate was washed away; And

étape 6, le précipité a été séché à 120℃ pendant 25 h pour obtenir un précurseur de matériau de cathode.Step 6, the precipitate was dried at 120℃ for 25 h to obtain a cathode material precursor.

Des échantillons de processus à l'heure 80 et à l'heure 84 de la réaction ont été prélevés pour un test (4 h fût beaucoup plus court que le temps de séjour τ des particules de précurseur dans la cuve de réaction, et seule une petite quantité de particules secondaires ont été déchargées à partir d'un orifice de débordement, de sorte que le matériau dans la cuve pourrait être considéré comme à peu près le même lot), et les morphologies des précurseurs ont été montrées dans la et la . Des probabilités de défaut d'empilement fDdes précurseurs établies en utilisant le logiciel X-pert Highscore étaient de 4,7 % et 3,3 %, respectivement, une différence entre fDmesurée deux fois était de 1,4 %, et les valeurs span calculées sur la base des résultats d'un analyseur de taille de particule laser étaient de 1,21 et 1,37, respectivement.Process samples at hour 80 and hour 84 of the reaction were taken for testing (4 h was much shorter than the residence time τ of the precursor particles in the reaction vessel, and only one small amount of secondary particles were discharged from an overflow port, so the material in the tank could be considered roughly the same batch), and the morphologies of the precursors were shown in the and the . Precursor stacking fault probabilities f D established using X-pert Highscore software were 4.7% and 3.3%, respectively, a difference between f D measured twice was 1.4%, and the span values calculated based on the results of a laser particle size analyzer were 1.21 and 1.37, respectively.

Un précurseur de matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Ni0,70Co0,10Mn0,20(OH)2.A cathode material precursor prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Ni 0.70 Co 0.10 Mn 0.20 (OH) 2 .

Un procédé de préparation d'un matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material included the following steps:

(1) le précurseur de matériau de cathode tel que décrit ci-dessus a été bien mélangé avec du LiOH et un additif de ZrO2, puis un frittage primaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau principalement fritté ; où le précurseur de matériau de cathode et du LiOH ont été mélangés à un rapport molaire de 1,05 (Li/(Ni + Co + Mn)), la quantité de ZrO2ajoutée était de 3000 ppm (sur la base de la masse de Zr dans le ZrO2par rapport au précurseur), une température pour le frittage primaire était de 925℃, et le frittage primaire a duré pendant 30 h ; et(1) the cathode material precursor as described above was well mixed with LiOH and ZrO 2 additive, and then primary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtain a mainly sintered material; where the cathode material precursor and LiOH were mixed at a molar ratio of 1.05 (Li/(Ni + Co + Mn)), the amount of ZrO 2 added was 3000 ppm (based on the mass of Zr in ZrO 2 relative to the precursor), a temperature for primary sintering was 925℃, and the primary sintering lasted for 30 h; And

(2) le matériau principalement fritté obtenu à l'étape (1) a été broyé grossièrement, broyé finement, puis bien mélangé avec des additifs de WO3et Al2O3, et un frittage secondaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau de cathode ; dans lequel les quantités de WO3et Al2O3ajoutées étaient de 2000 ppm et 1000 ppm, respectivement (sur la base des poids de W dans le WO3et d’Al dans le Al2O3par rapport à un matériau de base), une température pour le frittage secondaire était de 650℃, et le frittage secondaire a duré pendant 8 h.(2) the mainly sintered material obtained in step (1) was coarsely ground, finely ground, and then mixed well with additives of WO 3 and Al 2 O 3 , and secondary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtaining a cathode material; wherein the amounts of WO 3 and Al 2 O 3 added were 2000 ppm and 1000 ppm, respectively (based on the weights of W in WO 3 and Al in Al 2 O 3 relative to a material of base), a temperature for secondary sintering was 650℃, and secondary sintering lasted for 8 h.

Un matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Li(Ni0,70Co0,10Mn0,20)0,997Zr0,003O2@W0,00108Al0,00366. L'image de SEM du matériau de cathode a été représentée sur la .A cathode material prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Li(Ni 0.70 Co 0.10 Mn 0.20 ) 0.997 Zr 0.003 O 2 @W 0.00108 Al 0.00366 . The SEM image of the cathode material was shown on the .

Exemple 2 :Example 2:

Un procédé de préparation d'un précurseur de matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material precursor comprised the following steps:

étape 1, en sélectionnant comme matières premières du chlorure de nickel, du chlorure de cobalt et du chlorure de manganèse selon un rapport molaire de 0,65: 0,07: 0,28 (Ni: Co: Mn), une solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse présentant une concentration totale en ions métalliques de nickel, cobalt et manganèse de 2,5 mol/L a été préparée ; une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 5,5 mol/L a été préparée en tant qu'agent précipitant ; et de l'ammoniac présentant une fraction massique de 20 % a été préparé en tant qu'agent complexant ;step 1, selecting as raw materials nickel chloride, cobalt chloride and manganese chloride at a molar ratio of 0.65:0.07:0.28 (Ni:Co:Mn), salt solution metal containing nickel, cobalt and manganese having a total nickel, cobalt and manganese metal ion concentration of 2.5 mol/L was prepared; a sodium hydroxide solution with a concentration of 5.5 mol/L was prepared as a precipitating agent; and ammonia having a mass fraction of 20% was prepared as a complexing agent;

étape 2, une solution de base alcaline a été ajoutée dans une cuve de réaction jusqu'à débordement d'une palette d'agitation de fond, et l'agitation a été commencée ; où la solution de base alcaline était une solution mixte d'hydroxyde de sodium et d'ammoniac, la solution de base alcaline présentait une valeur de pH de 11,9, et l'ammoniac présentait une concentration de 10 g/L ;step 2, an alkaline base solution was added into a reaction tank until a bottom stirring paddle overflowed, and stirring was started; where the alkaline base solution was a mixed solution of sodium hydroxide and ammonia, the alkaline base solution had a pH value of 11.9, and the ammonia had a concentration of 10 g/L;

étape 3, la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse, la solution d'hydroxyde de sodium et l'ammoniac préparé à l'étape 1 ont été ajoutés dans la cuve de réaction en parallèle pour une réaction de synthèse d'un précurseur dans un mode continu ; où une température de réaction dans la cuve a été commandée à 60℃, la valeur de pH était de 11,5, et l'ammoniac présentait une concentration de 10 g/L ;step 3, the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese, sodium hydroxide solution and ammonia prepared in step 1 were added into the reaction vessel in parallel for synthesis reaction of a precursor in a continuous mode; where a reaction temperature in the tank was controlled at 60℃, the pH value was 11.5, and the ammonia had a concentration of 10 g/L;

étape 4, une taille de particule cible D50 du précurseur dans la cuve a été fixée à 4,2 µm, une valeur de pH d'une réaction a été ajustée lorsque la taille de particule D50 du précurseur dans la cuve a été détectée à 4,2±0,3 µm, en particulier, la valeur de pH a été augmentée de 0,04 lorsque D50 était de 0,3 µm supérieure à la taille de particule cible, et la valeur de pH a été diminuée de 0,06 lorsque D50 était de 0,3 µm inférieure à la taille de particule cible ; et un matériau a été collecté en continu ;step 4, a target particle size D50 of the precursor in the vat was set at 4.2 µm, a pH value of a reaction was adjusted when the particle size D50 of the precursor in the vat was detected at 4 .2±0.3 µm, in particular, the pH value was increased by 0.04 when D50 was 0.3 µm larger than the target particle size, and the pH value was decreased by 0.06 when D50 was 0.3 µm smaller than the target particle size; and material was collected continuously;

étape 5, une séparation solide-liquide a été réalisée sur le matériau collecté, et un précipité a été lavé ; etstep 5, solid-liquid separation was performed on the collected material, and a precipitate was washed away; And

étape 6, le précipité a été séché à 115℃ pendant 30 h pour obtenir un précurseur de matériau de cathode.Step 6, the precipitate was dried at 115℃ for 30 h to obtain a cathode material precursor.

Des échantillons de processus à l'heure 80 et à l'heure 84 de la réaction ont été prélevés pour un test (4 h fût beaucoup plus court que le temps de séjour τ des particules de précurseur dans la cuve de réaction, et seule une petite quantité de particules secondaires ont été déchargées à partir d'un orifice de débordement, de sorte que le matériau dans la cuve pourrait être considéré comme à peu près le même lot). Des probabilités de défaut d'empilement fDdes précurseurs établies en utilisant le logiciel X-pert Highscore étaient de 5,9 % et 4,4 %, respectivement, une différence entre fDmesurée deux fois était de 1,5 %, et les valeurs span calculées sur la base des résultats d'un analyseur de taille de particule laser étaient de 1,11 et 1,40, respectivement.Process samples at hour 80 and hour 84 of the reaction were taken for testing (4 h was much shorter than the residence time τ of the precursor particles in the reaction vessel, and only one small amount of secondary particles were discharged from an overflow port, so the material in the tank could be considered approximately the same batch). Precursor stacking fault probabilities f D established using X-pert Highscore software were 5.9% and 4.4%, respectively, a difference between f D measured twice was 1.5%, and the span values calculated based on the results of a laser particle size analyzer were 1.11 and 1.40, respectively.

Un précurseur de matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Ni0,65Co0,07Mn0,28(OH)2.A cathode material precursor prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Ni 0.65 Co 0.07 Mn 0.28 (OH) 2 .

Un procédé de préparation d'un matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material included the following steps:

(1) le précurseur de matériau de cathode tel que décrit ci-dessus a été bien mélangé avec du LiOH et des additifs de ZrO2et SrO, puis un frittage primaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau principalement fritté ; où le précurseur de matériau de cathode et du LiOH ont été mélangés à un rapport molaire de 1,06 (Li/(Ni + Co + Mn)), les quantités de ZrO2et de SrO ajoutées étaient de 2000 ppm et 1500 ppm (sur la base de la masse de Zr dans le ZrO2et de Sr dans le SrO par rapport au précurseur), une température pour le frittage primaire était de 940℃, et le frittage primaire a duré pendant 28 h ; et(1) the cathode material precursor as described above was well mixed with LiOH and additives of ZrO 2 and SrO, and then primary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtain a mainly sintered material; where the cathode material precursor and LiOH were mixed at a molar ratio of 1.06 (Li/(Ni + Co + Mn)), the amounts of ZrO 2 and SrO added were 2000 ppm and 1500 ppm ( based on the mass of Zr in ZrO 2 and Sr in SrO relative to the precursor), a temperature for primary sintering was 940℃, and the primary sintering lasted for 28 h; And

(2) le matériau principalement fritté obtenu à l'étape (1) a été broyé grossièrement, broyé finement et ensuite bien mélangé avec des additifs de Sb2O3et TiO2, et un frittage secondaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau de cathode ; où les quantités de Sb2O3et de TiO2ajoutées étaient de 1500 ppm et 2000 ppm, respectivement (sur la base des poids de Sb dans le Sb2O3et de Ti dans le TiO2par rapport à un matériau de base), une température pour le frittage secondaire était de 550℃, et le frittage secondaire a duré pendant 6 h.(2) the mainly sintered material obtained in step (1) was coarsely ground, finely ground and then mixed well with additives of Sb 2 O 3 and TiO 2 , and secondary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtaining a cathode material; where the amounts of Sb 2 O 3 and TiO 2 added were 1500 ppm and 2000 ppm, respectively (based on the weights of Sb in Sb 2 O 3 and Ti in TiO 2 relative to a base material ), a temperature for secondary sintering was 550℃, and secondary sintering lasted for 6 h.

Un matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Li(Ni0,65Co0,07Mn0,28)0,997Zr0,002Sr0,001O2@Sb0,00122Ti0,00730.A cathode material prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Li(Ni 0.65 Co 0.07 Mn 0.28 ) 0.997 Zr 0.002 Sr 0.001 O 2 @Sb 0.00122 Ti 0.00730 .

Exemple 3 :Example 3:

Un procédé de préparation d'un précurseur de matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material precursor comprised the following steps:

étape 1, en sélectionnant comme matières premières du chlorure de nickel, du chlorure de cobalt et du chlorure de manganèse selon un rapport molaire de 0,80: 0,10: 0,10 (Ni: Co: Mn), une solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse présentant une concentration totale en ions métallique de nickel, cobalt et manganèse de 1,5 mol/L a été préparée ; une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 10 mol/L a été préparée en tant qu'agent précipitant ; et de l'ammoniac présentant une fraction massique de 20 % a été préparé en tant qu'agent complexant ;step 1, selecting as raw materials nickel chloride, cobalt chloride and manganese chloride at a molar ratio of 0.80:0.10:0.10 (Ni:Co:Mn), salt solution metal containing nickel, cobalt and manganese having a total nickel, cobalt and manganese metal ion concentration of 1.5 mol/L was prepared; a sodium hydroxide solution having a concentration of 10 mol/L was prepared as a precipitating agent; and ammonia having a mass fraction of 20% was prepared as a complexing agent;

étape 2, une solution de base alcaline a été ajoutée dans une cuve de réaction jusqu'à débordement d'une palette d'agitation de fond, et l'agitation a été commencée ; où la solution de base alcaline était une solution mixte d'hydroxyde de sodium et d'ammoniac, la solution de base alcaline présentait une valeur de pH de 10,7, et l'ammoniac présentait une concentration de 4 g/L ;step 2, an alkaline base solution was added into a reaction tank until a bottom stirring paddle overflowed, and stirring was started; where the alkaline base solution was a mixed solution of sodium hydroxide and ammonia, the alkaline base solution had a pH value of 10.7, and the ammonia had a concentration of 4 g/L;

étape 3, la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse, la solution d'hydroxyde de sodium et l'ammoniac préparé à l'étape 1 ont été ajoutés dans la cuve de réaction en parallèle pour une réaction de synthèse d'un précurseur dans un mode continu ; où la température de réaction dans la cuve a été commandée à 72℃, la valeur de pH était de 10,7, et l'ammoniac présentait une concentration de 4 g/L ;step 3, the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese, sodium hydroxide solution and ammonia prepared in step 1 were added into the reaction vessel in parallel for synthesis reaction of a precursor in a continuous mode; where the reaction temperature in the tank was controlled at 72℃, the pH value was 10.7, and the ammonia had a concentration of 4g/L;

étape 4, une taille de particule cible D50 du précurseur dans la cuve a été fixée à 10 µm, une valeur de pH d'une réaction a été ajustée lorsque la taille de particule D50 du précurseur dans la cuve a été détectée à 10±0,3 µm, en particulier, la valeur de pH a été augmentée de 0,03 lorsque D50 était de 0,3 µm supérieure à la taille de particule cible, et la valeur de pH a été diminuée de 0,05 lorsque D50 était de 0,3 µm inférieure à la taille de particule cible ; et un matériau a été collecté en continu ;step 4, a target particle size D50 of the precursor in the tank was set at 10 µm, a pH value of a reaction was adjusted when the particle size D50 of the precursor in the tank was detected at 10±0 .3 µm, in particular, the pH value was increased by 0.03 when D50 was 0.3 µm larger than the target particle size, and the pH value was decreased by 0.05 when D50 was 0.3 µm. 0.3 µm smaller than the target particle size; and material was collected continuously;

étape 5, une séparation solide-liquide a été réalisée sur le matériau collecté, et un précipité a été lavé ; etstep 5, solid-liquid separation was performed on the collected material, and a precipitate was washed away; And

étape 6, le précipité a été séché à 90℃ pendant 42 h pour obtenir un précurseur de matériau de cathode.Step 6, the precipitate was dried at 90℃ for 42 h to obtain a cathode material precursor.

Des échantillons de processus à l'heure 80 et à l'heure 84 de la réaction ont été prélevés pour un test (4 h fût beaucoup plus court que le temps de séjour τ des particules de précurseur dans la cuve de réaction, et seule une petite quantité de particules secondaires ont été déchargées à partir d'un orifice de débordement, de sorte que le matériau dans la cuve pourrait être considéré comme à peu près le même lot). Les probabilités de défaut d'empilement fDdes précurseurs établies en utilisant le logiciel X-pert Highscore étaient de 3,6 % et 2,3 %, respectivement, une différence entre fDmesurée deux fois était de 1,3 %, et les valeurs span calculées sur la base des résultats d'un analyseur de taille de particule laser étaient de 1,21 et 1,45, respectivement.Process samples at hour 80 and hour 84 of the reaction were taken for testing (4 h was much shorter than the residence time τ of the precursor particles in the reaction vessel, and only one small amount of secondary particles were discharged from an overflow port, so the material in the tank could be considered approximately the same batch). Precursor stacking fault probabilities f D established using X-pert Highscore software were 3.6% and 2.3%, respectively, a difference between f D measured twice was 1.3%, and the span values calculated based on the results of a laser particle size analyzer were 1.21 and 1.45, respectively.

Un précurseur de matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Ni0,80Co0,10Mn0,10(OH)2.A cathode material precursor prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Ni 0.80 Co 0.10 Mn 0.10 (OH) 2 .

Un procédé de préparation d'un matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material included the following steps:

(1) le précurseur de matériau de cathode tel que décrit ci-dessus a été bien mélangé avec du LiOH et des additifs de Y2O3et La2O3, et un frittage primaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau principalement fritté ; où le précurseur de matériau de cathode et le LiOH ont été mélangés selon un rapport molaire de 1,02 (Li/(Ni + Co + Mn)), les quantités de Y2O3et La2O3ajoutées étaient de 1500 ppm et 2500 ppm (sur la base des masses de Y dans le Y2O3et de La dans le La2O3par rapport au précurseur), une température pour le frittage primaire était de 875℃, et le frittage primaire a duré 32 h ; et(1) The cathode material precursor as described above was well mixed with LiOH and additives of Y 2 O 3 and La 2 O 3 , and primary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtain a mainly sintered material; where the cathode material precursor and LiOH were mixed at a molar ratio of 1.02 (Li/(Ni + Co + Mn)), the amounts of Y 2 O 3 and La 2 O 3 added were 1500 ppm and 2500 ppm (based on the masses of Y in Y 2 O 3 and La in La 2 O 3 relative to the precursor), a temperature for primary sintering was 875℃, and primary sintering lasted 32 h ; And

(2) le matériau principalement fritté obtenu à l'étape (1) a été broyé grossièrement, broyé finement et ensuite bien mélangé avec des additifs de Nb2O5et CeO2, et un frittage secondaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau de cathode ; où les quantités de Nb2O5et CeO2ajoutées étaient de 1500 ppm et 1500 ppm, respectivement (sur la base des poids de Nb dans le Nb2O5et de Ce dans le CeO2par rapport à un matériau de base), une température pour le frittage secondaire était de 420℃, et le frittage secondaire a duré pendant 7 h.(2) the mainly sintered material obtained in step (1) was coarsely ground, finely ground and then mixed well with additives of Nb 2 O 5 and CeO 2 , and secondary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtaining a cathode material; where the amounts of Nb 2 O 5 and CeO 2 added were 1500 ppm and 1500 ppm, respectively (based on the weights of Nb in Nb 2 O 5 and Ce in CeO 2 relative to a base material) , a temperature for secondary sintering was 420℃, and secondary sintering lasted for 7 h.

Un matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Li(Ni0,80Co0,10Mn0,10)0,997Y0,00156La0,00164O2@Nb0,00160Ce0,00552.A cathode material prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Li(Ni 0.80 Co 0.10 Mn 0.10 ) 0.997 Y 0.00156 La 0.00164 O 2 @Nb 0.00160 This 0.00552 .

Exemple 4 :Example 4:

Un procédé de préparation d'un précurseur de matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material precursor comprised the following steps:

étape 1, en sélectionnant comme matières premières du chlorure de nickel, du chlorure de cobalt et du chlorure de manganèse selon un rapport molaire de 0,95: 0,02: 0,03 (Ni: Co: Mn), une solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse présentant une concentration totale en ions métalliques de nickel, cobalt et manganèse de 2 mol/L a été préparée ; une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 14,0 mol/L a été préparée en tant qu'agent précipitant ; et de l'ammoniac présentant une fraction massique de 20 % a été préparé en tant qu'agent complexant ;step 1, selecting as raw materials nickel chloride, cobalt chloride and manganese chloride at a molar ratio of 0.95:0.02:0.03 (Ni:Co:Mn), salt solution metal containing nickel, cobalt and manganese having a total nickel, cobalt and manganese metal ion concentration of 2 mol/L was prepared; a sodium hydroxide solution having a concentration of 14.0 mol/L was prepared as a precipitating agent; and ammonia having a mass fraction of 20% was prepared as a complexing agent;

étape 2, une solution de base alcaline a été ajoutée dans une cuve de réaction jusqu'à débordement d'une palette d'agitation de fond, et l'agitation a été commencée ; où la solution de base alcaline était une solution mixte d'hydroxyde de sodium et d'ammoniac, la solution de base alcaline présentait une valeur de pH de 10,8, et l'ammoniac présentait une concentration de 2 g/L ;step 2, an alkaline base solution was added into a reaction tank until a bottom stirring paddle overflowed, and stirring was started; where the alkaline base solution was a mixed solution of sodium hydroxide and ammonia, the alkaline base solution had a pH value of 10.8, and the ammonia had a concentration of 2 g/L;

étape 3, la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse, la solution d'hydroxyde de sodium et l'ammoniac préparé à l'étape 1 ont été ajoutés dans la cuve de réaction en parallèle pour une réaction de synthèse d'un précurseur dans un mode continu ; où la température de réaction dans la cuve a été commandée à 50℃, une valeur de pH était de 10, et l'ammoniac présentait une concentration de 2 g/L ;step 3, the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese, sodium hydroxide solution and ammonia prepared in step 1 were added into the reaction vessel in parallel for synthesis reaction of a precursor in a continuous mode; where the reaction temperature in the tank was controlled at 50℃, a pH value was 10, and the ammonia had a concentration of 2 g/L;

étape 4, une taille de particule cible D50 du précurseur dans la cuve a été fixée à 8 µm, et une valeur de pH d'une réaction a été ajustée lorsque la taille de particule D50 du précurseur dans la cuve a été détectée à 8±0,3 µm, en particulier, la valeur de pH a été augmentée de 0,03 lorsque D50 était de 0,3 µm supérieure à la taille de particule cible, et la valeur de pH a été diminuée de 0,04 lorsque D50 était de 0,3 µm inférieure à la taille de particule cible ; et un matériau a été collecté en continu ;step 4, a target particle size D50 of the precursor in the vat was set at 8 µm, and a pH value of a reaction was adjusted when the particle size D50 of the precursor in the vat was detected at 8± 0.3 µm, in particular, the pH value was increased by 0.03 when D50 was 0.3 µm larger than the target particle size, and the pH value was decreased by 0.04 when D50 was 0.3 µm smaller than the target particle size; and material was collected continuously;

étape 5, une séparation solide-liquide a été réalisée sur le matériau collecté, et un précipité a été lavé ; etstep 5, solid-liquid separation was performed on the collected material, and a precipitate was washed away; And

étape 6, le précipité a été séché à 100℃ pendant 36 h pour obtenir un précurseur de matériau de cathode.Step 6, the precipitate was dried at 100℃ for 36 h to obtain a cathode material precursor.

Des échantillons de processus à l'heure 80 et à l'heure 84 de la réaction ont été prélevés pour un test (4 h fût beaucoup plus court que le temps de séjour τ des particules de précurseur dans la cuve de réaction, et seule une petite quantité de particules secondaires ont été déchargées à partir d'un orifice de débordement, de sorte que le matériau dans la cuve pourrait être considéré comme à peu près le même lot). Des probabilités de défaut d'empilement fDdes précurseurs établies en utilisant le logiciel X-pert Highscore étaient de 2,6 % et 1,9 %, respectivement, une différence entre fDmesurée deux fois était de 0,7 %, et les valeurs span calculées sur la base des résultats d'un analyseur de taille de particule laser étaient de 1,09 et 1,48, respectivement.Process samples at hour 80 and hour 84 of the reaction were taken for testing (4 h was much shorter than the residence time τ of the precursor particles in the reaction vessel, and only one small amount of secondary particles were discharged from an overflow port, so the material in the tank could be considered approximately the same batch). Precursor stacking fault probabilities f D established using X-pert Highscore software were 2.6% and 1.9%, respectively, a difference between f D measured twice was 0.7%, and the span values calculated based on the results of a laser particle size analyzer were 1.09 and 1.48, respectively.

Un précurseur de matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Ni0,95Co0,02Mn0,03(OH)2.A cathode material precursor prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Ni 0.95 Co 0.02 Mn 0.03 (OH) 2 .

Un procédé de préparation d'un matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material included the following steps:

(1) le précurseur de matériau de cathode tel que décrit ci-dessus a été bien mélangé avec du LiOH et des additifs de MoO3et B2O3, et un frittage primaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau principalement fritté ; où le précurseur de matériau de cathode et le LiOH ont été mélangés à un rapport molaire de 1,01 (Li/(Ni + Co + Mn)), les quantités de MoO3et B2O3ajoutées étaient de 3000 ppm et 800 ppm (sur la base des masses de Mo dans le MoO3et de B dans le B2O3par rapport au précurseur), une température pour le frittage primaire était de 832℃ ; et le frittage primaire a duré pendant 32 h ; et(1) The cathode material precursor as described above was well mixed with LiOH and additives of MoO 3 and B 2 O 3 , and primary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtain a material mainly sintered; where the cathode material precursor and LiOH were mixed at a molar ratio of 1.01 (Li/(Ni + Co + Mn)), the amounts of MoO 3 and B 2 O 3 added were 3000 ppm and 800 ppm (based on the masses of Mo in MoO 3 and B in B 2 O 3 relative to the precursor), a temperature for primary sintering was 832℃; and the primary sintering lasted for 32 h; And

(2) le matériau principalement fritté obtenu à l'étape (1) a été broyé grossièrement, broyé finement et ensuite bien mélangé avec des additifs de MgCO3et LiF, et un frittage secondaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau de cathode ; où les quantités de MgCO3et de LiF ajoutées étaient de 2000 ppm et 1000 ppm, respectivement (sur la base des poids de Mg dans le MgCO3et de F dans le LiF par rapport à un matériau de base), une température pour le frittage secondaire était de 300℃, et le frittage secondaire a duré pendant 9 h.(2) the mainly sintered material obtained in step (1) was coarsely ground, finely ground and then mixed well with additives of MgCO 3 and LiF, and secondary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtain a material cathode; where the amounts of MgCO 3 and LiF added were 2000 ppm and 1000 ppm, respectively (based on the weights of Mg in MgCO 3 and F in LiF relative to a base material), a temperature for the Secondary sintering was 300℃, and the secondary sintering lasted for 9 h.

Un matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Li(Ni0,95Co0,02Mn0,03)0,997Mo0,00289La0,00053O2@Mg0,00817F0,00368.A cathode material prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Li(Ni 0.95 Co 0.02 Mn 0.03 ) 0.997 Mo 0.00289 La 0.00053 O 2 @Mg 0.00817 F 0.00368 .

Exemple comparatif 1 :Comparative example 1:

Un procédé de préparation d'un précurseur de matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material precursor comprised the following steps:

étape 1, en sélectionnant comme matières premières du chlorure de nickel, du chlorure de cobalt et du chlorure de manganèse selon un rapport molaire de 0,70: 0,10: 0,20 (Ni: Co: Mn), une solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse présentant une concentration totale en ions métalliques nickel, cobalt et manganèse de 2,0 mol/L a été préparée ; une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 4,5 mol/L a été préparée en tant qu'agent précipitant ; et de l'ammoniac présentant une fraction massique de 20 % a été préparé en tant qu'agent complexant ;step 1, selecting as raw materials nickel chloride, cobalt chloride and manganese chloride at a molar ratio of 0.70:0.10:0.20 (Ni:Co:Mn), salt solution metal containing nickel, cobalt and manganese having a total nickel, cobalt and manganese metal ion concentration of 2.0 mol/L was prepared; a sodium hydroxide solution with a concentration of 4.5 mol/L was prepared as a precipitating agent; and ammonia having a mass fraction of 20% was prepared as a complexing agent;

étape 2, une solution de base alcaline a été ajoutée dans une cuve de réaction jusqu'à débordement d'une palette d'agitation de fond, et l'agitation a été commencée ; où la solution de base alcaline était une solution mixte d'hydroxyde de sodium et d'ammoniac, la solution de base alcaline présentait une valeur de pH de 10,6, et l'ammoniac présentait une concentration de 4 g/L ;step 2, an alkaline base solution was added into a reaction tank until a bottom stirring paddle overflowed, and stirring was started; where the alkaline base solution was a mixed solution of sodium hydroxide and ammonia, the alkaline base solution had a pH value of 10.6, and the ammonia had a concentration of 4 g/L;

étape 3, la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse, la solution d'hydroxyde de sodium et l'ammoniac préparé à l'étape 1 ont été ajoutés dans la cuve de réaction en parallèle pour une réaction de synthèse d'un précurseur dans un mode continu ; où la température de réaction dans la cuve a été commandée à 65℃, la valeur de pH était de 9,8, et l'ammoniac présentait une concentration de 4 g/L ;step 3, the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese, sodium hydroxide solution and ammonia prepared in step 1 were added into the reaction vessel in parallel for synthesis reaction of a precursor in a continuous mode; where the reaction temperature in the tank was controlled at 65℃, the pH value was 9.8, and the ammonia had a concentration of 4g/L;

étape 4, une taille de particule cible D50 du précurseur dans la cuve a été fixée à 4,0 µm, une valeur de pH d'une réaction a été ajustée lorsque la taille de particule D50 du précurseur dans la cuve a été détectée à 4,0±0,3 µm, en particulier, la valeur de pH a été augmentée de 0,02 lorsque D50 était de 0,3 µm supérieure à la taille de particule cible, et la valeur de pH a été diminuée de 0,03 lorsque D50 était de 0,3 µm inférieure à la taille de particule cible ; et un matériau a été collecté en continu ;step 4, a target particle size D50 of the precursor in the vat was set at 4.0 µm, a pH value of a reaction was adjusted when the particle size D50 of the precursor in the vat was detected at 4 .0±0.3 µm, in particular, the pH value was increased by 0.02 when D50 was 0.3 µm larger than the target particle size, and the pH value was decreased by 0.03 when D50 was 0.3 µm smaller than the target particle size; and material was collected continuously;

étape 5, une séparation solide-liquide a été réalisée sur le matériau collecté, et un précipité a été lavé ; etstep 5, solid-liquid separation was performed on the collected material, and a precipitate was washed away; And

étape 6, le précipité a été séché à 120℃ pendant 25 h pour obtenir un précurseur de matériau de cathode.Step 6, the precipitate was dried at 120℃ for 25 h to obtain a cathode material precursor.

Des échantillons de processus à l'heure 80 et à l'heure 84 de la réaction ont été prélevés pour un test (4 h fût beaucoup plus court que le temps de séjour τ des particules de précurseur dans la cuve de réaction, et seule une petite quantité de particules secondaires ont été déchargées à partir d'un orifice de débordement, de sorte que le matériau dans la cuve pourrait être considéré comme à peu près le même lot), et les morphologies des précurseurs ont été montrées à la et à la . Des probabilités de défaut d'empilement fDdes précurseurs établies en utilisant le logiciel X-pert Highscore étaient de 3,6 % et 3,8 %, respectivement, une différence entre fDmesurée deux fois était de 0,2 %, et les valeurs span calculées sur la base des résultats d'un analyseur de taille de particule laser étaient de 1,12 et 1,11, respectivement.Process samples at hour 80 and hour 84 of the reaction were taken for testing (4 h was much shorter than the residence time τ of the precursor particles in the reaction vessel, and only one small amount of secondary particles were discharged from an overflow port, so the material in the tank could be considered roughly the same batch), and the morphologies of the precursors were shown at the and to the . Precursor stacking fault probabilities f D established using X-pert Highscore software were 3.6% and 3.8%, respectively, a difference between f D measured twice was 0.2%, and the span values calculated based on the results of a laser particle size analyzer were 1.12 and 1.11, respectively.

Un précurseur de matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Ni0,70Co0,10Mn0,20(OH)2.A cathode material precursor prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Ni 0.70 Co 0.10 Mn 0.20 (OH) 2 .

Un procédé de préparation d'un matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material included the following steps:

(1) le précurseur de matériau de cathode tel que décrit ci-dessus a été bien mélangé avec du LiOH et un additif de ZrO2, puis un frittage primaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau principalement fritté ; où le précurseur de matériau de cathode et du LiOH ont été mélangés à un rapport molaire de 1,05 (Li/(Ni + Co + Mn)), la quantité de ZrO2ajoutée était de 3000 ppm (sur la base de la masse de Zr dans le ZrO2par rapport au précurseur), une température pour le frittage primaire était de 925℃, et le frittage primaire a duré pendant 30 h ; et(1) the cathode material precursor as described above was well mixed with LiOH and ZrO 2 additive, and then primary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtain a mainly sintered material; where the cathode material precursor and LiOH were mixed at a molar ratio of 1.05 (Li/(Ni + Co + Mn)), the amount of ZrO 2 added was 3000 ppm (based on the mass of Zr in ZrO 2 relative to the precursor), a temperature for primary sintering was 925℃, and the primary sintering lasted for 30 h; And

(2) le matériau principalement fritté obtenu à l'étape (1) a été broyé grossièrement, broyé finement, puis bien mélangé avec des additifs de WO3et Al2O3, et un frittage secondaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau de cathode ; dans lequel les quantités de WO3et Al2O3ajoutées étaient de 2000 ppm et 1000 ppm, respectivement (sur la base des poids de W dans le WO3et d’Al dans le Al2O3par rapport à un matériau de base), une température pour le frittage secondaire était de 650℃, et le frittage secondaire a duré pendant 8 h.(2) the mainly sintered material obtained in step (1) was coarsely ground, finely ground, and then mixed well with additives of WO 3 and Al 2 O 3 , and secondary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtaining a cathode material; wherein the amounts of WO 3 and Al 2 O 3 added were 2000 ppm and 1000 ppm, respectively (based on the weights of W in WO 3 and Al in Al 2 O 3 relative to a material of base), a temperature for secondary sintering was 650℃, and secondary sintering lasted for 8 h.

Un matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Li(Ni0,70Co0,10Mn0,20)0,997Zr0,003O2@W0,00108Al0,00366.A cathode material prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Li(Ni 0.70 Co 0.10 Mn 0.20 ) 0.997 Zr 0.003 O 2 @W 0.00108 Al 0.00366 .

Exemple comparatif 2 :Comparative example 2:

Un procédé de préparation d'un précurseur de matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material precursor comprised the following steps:

étape 1, en sélectionnant comme matières premières du chlorure de nickel, du chlorure de cobalt et du chlorure de manganèse selon un rapport molaire de 0,95: 0,02: 0,03 (Ni: Co: Mn), une solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse présentant une concentration totale en ions métalliques nickel, cobalt et manganèse de 2 mol/L a été préparée ; une solution d'hydroxyde de sodium présentant une concentration de 14 mol/L a été préparée en tant qu'agent précipitant ; et de l'ammoniac présentant une fraction massique de 20 % a été préparé en tant qu'agent complexant ;step 1, selecting as raw materials nickel chloride, cobalt chloride and manganese chloride at a molar ratio of 0.95:0.02:0.03 (Ni:Co:Mn), salt solution metal containing nickel, cobalt and manganese having a total nickel, cobalt and manganese metal ion concentration of 2 mol/L was prepared; a sodium hydroxide solution with a concentration of 14 mol/L was prepared as a precipitating agent; and ammonia having a mass fraction of 20% was prepared as a complexing agent;

étape 2, une solution de base alcaline a été ajoutée dans une cuve de réaction jusqu'à débordement d'une palette d'agitation de fond, et l'agitation a été commencée ; où la solution de base alcaline était une solution mixte d'hydroxyde de sodium et d'ammoniac, la solution de base alcaline présentait une valeur de pH de 10, et l'ammoniac présentait une concentration de 1 g/L ;step 2, an alkaline base solution was added into a reaction tank until a bottom stirring paddle overflowed, and stirring was started; where the alkaline base solution was a mixed solution of sodium hydroxide and ammonia, the alkaline base solution had a pH value of 10, and the ammonia had a concentration of 1 g/L;

étape 3, la solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse, la solution d'hydroxyde de sodium et l'ammoniac préparé à l'étape 1 ont été ajoutés dans la cuve de réaction en parallèle pour une réaction de synthèse d'un précurseur dans un mode continu ; où la température de réaction dans la cuve a été commandée à 50℃, la valeur de pH était de 9,2, et l'ammoniac présentait une concentration de 1 g/L ;step 3, the metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese, sodium hydroxide solution and ammonia prepared in step 1 were added into the reaction vessel in parallel for synthesis reaction of a precursor in a continuous mode; where the reaction temperature in the tank was controlled at 50℃, the pH value was 9.2, and the ammonia had a concentration of 1 g/L;

étape 4, une taille de particule cible D50 du précurseur dans la cuve a été fixée à 8 µm, une valeur de pH d'une réaction a été ajustée lorsque la taille de particule D50 du précurseur dans la cuve a été détectée à 8±0,3 µm, en particulier, la valeur de pH a été augmentée de 0,03 lorsque D50 était de 0,3 µm supérieure à la taille de particule cible, et la valeur de pH a été diminuée de 0,04 lorsque D50 était de 0,3 µm inférieure à la taille de particule cible ; et un matériau a été collecté en continu ;step 4, a target particle size D50 of the precursor in the tank was set at 8 µm, a pH value of a reaction was adjusted when the particle size D50 of the precursor in the tank was detected at 8±0 .3 µm, in particular, the pH value was increased by 0.03 when D50 was 0.3 µm larger than the target particle size, and the pH value was decreased by 0.04 when D50 was 0.3 µm. 0.3 µm smaller than the target particle size; and material was collected continuously;

étape 5, une séparation solide-liquide a été réalisée sur le matériau collecté, et un précipité a été lavé ; etstep 5, solid-liquid separation was performed on the collected material, and a precipitate was washed away; And

étape 6, le précipité a été séché à 100℃ pendant 36 h pour obtenir un précurseur de matériau de cathode.Step 6, the precipitate was dried at 100℃ for 36 h to obtain a cathode material precursor.

Des échantillons de processus à l'heure 80 et à l'heure 84 de la réaction ont été prélevés pour un test (4 h fût beaucoup plus court que le temps de séjour τ des particules de précurseur dans la cuve de réaction, et seule une petite quantité de particules secondaires ont été déchargées à partir d'un orifice de débordement, de sorte que le matériau dans la cuve pourrait être considéré comme à peu près le même lot). Des probabilités de défaut d'empilement fDdes précurseurs établies en utilisant le logiciel X-pert Highscore étaient de 0,83 % et 0,74 %, respectivement, une différence entre fDmesurée deux fois était de 0,09 %, et les valeurs span calculées sur la base des résultats d'un analyseur de taille de particule laser étaient de 1,08 et 1,03, respectivement.Process samples at hour 80 and hour 84 of the reaction were taken for testing (4 h was much shorter than the residence time τ of the precursor particles in the reaction vessel, and only one small amount of secondary particles were discharged from an overflow port, so the material in the tank could be considered approximately the same batch). Precursor stacking fault probabilities f D established using X-pert Highscore software were 0.83% and 0.74%, respectively, a difference between f D measured twice was 0.09%, and the span values calculated based on the results of a laser particle size analyzer were 1.08 and 1.03, respectively.

Un précurseur de matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Ni0,95Co0,02Mn0,03(OH)2.A cathode material precursor prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Ni 0.95 Co 0.02 Mn 0.03 (OH) 2 .

Un procédé de préparation d'un matériau de cathode comprenait les étapes suivantes :A process for preparing a cathode material included the following steps:

(1) le précurseur de matériau de cathode tel que décrit ci-dessus a été bien mélangé avec du LiOH et des additifs de MoO3et B2O3, et un frittage primaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau principalement fritté ; où le précurseur de matériau de cathode et le LiOH ont été mélangés à un rapport molaire de 1,01 (Li/(Ni + Co + Mn)), les quantités de MoO3et B2O3ajoutées étaient de 3000 ppm et 800 ppm (sur la base des masses de Mo dans le MoO3et de B dans le B2O3par rapport au précurseur), une température pour le frittage primaire était de 832℃ ; et le frittage primaire a duré pendant 32 h ; et(1) The cathode material precursor as described above was well mixed with LiOH and additives of MoO 3 and B 2 O 3 , and primary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtain a material mainly sintered; where the cathode material precursor and LiOH were mixed at a molar ratio of 1.01 (Li/(Ni + Co + Mn)), the amounts of MoO 3 and B 2 O 3 added were 3000 ppm and 800 ppm (based on the masses of Mo in MoO 3 and B in B 2 O 3 relative to the precursor), a temperature for primary sintering was 832℃; and the primary sintering lasted for 32 h; And

(2) le matériau principalement fritté obtenu à l'étape (1) a été broyé grossièrement, broyé finement et ensuite bien mélangé avec des additifs de MgCO3et LiF, et un frittage secondaire a été effectué dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau de cathode ; où les quantités de MgCO3et de LiF ajoutées étaient de 2000 ppm et 1000 ppm, respectivement (sur la base des poids de Mg dans le MgCO3et de F dans le LiF par rapport à un matériau de base), une température pour le frittage secondaire était de 300℃, et le frittage secondaire a duré pendant 9 h.(2) the mainly sintered material obtained in step (1) was coarsely ground, finely ground and then mixed well with additives of MgCO 3 and LiF, and secondary sintering was carried out in an aerobic atmosphere to obtain a material cathode; where the amounts of MgCO 3 and LiF added were 2000 ppm and 1000 ppm, respectively (based on the weights of Mg in MgCO 3 and F in LiF relative to a base material), a temperature for the Secondary sintering was 300℃, and the secondary sintering lasted for 9 h.

Un matériau de cathode préparé par le procédé de préparation mentionné ci-dessus présentait une formule chimique de Li(Ni0.95Co0.02Mn0.03)0.997Mo0.00289La0.00053O2@Mg0.00817F0.00368.A cathode material prepared by the above-mentioned preparation method had a chemical formula of Li(Ni 0.95 Co 0.02 Mn 0.03 ) 0.997 Mo 0.00289 La 0.00053 O 2 @Mg 0.00817 F 0.00368 .

Exemple de test :Test example:

Les matériaux de cathode des exemples 1 à 4 et des exemples comparatifs 1 et 2 ont été préparés en piles bouton respectivement pour tester les performances électrochimiques des batteries lithium-ion. Les étapes spécifiques étaient les suivantes : en utilisant de la N-méthylpyrrolidone comme solvant, un matériau actif de cathode a été mélangé avec du noir d'acétylène et du PVDF selon un rapport massique de 8: 1: 1, et une feuille d'aluminium a été recouverte d'un mélange et soumise à un séchage par soufflage à 80℃ pendant 8 h, puis à un séchage sous vide à 120℃ pendant 12 h. Une pile comprenant une électrode négative constituée d'une plaque métallique de lithium, une membrane constituée d'un film de polypropylène et une solution électrolytique 1M LiPF6-EC/DMC (1: 1, v/v) ont été assemblées dans des boîtes à gants protégées par de l'argon gazeux. Les piles ont été déchargées à 0,1 C sous une tension de coupure spécifique pour tester la première capacité de décharge et la première efficacité, puis ont été déchargées pendant 100 cycles à 1 C sous la même tension de coupure que dans le test de demi-pile, et les taux de rétention de capacité de cycle après 100 cycles ont été enregistrés. Les résultats des tests sont présentés dans le tableau 1, dans lequel un diagramme de comparaison des taux de rétention de capacité de cycle des matériaux de cathode préparés dans l'exemple 1 et l'exemple comparatif 1 est présenté dans la ; et un motif de diffraction de rayons X (DRX) du précurseur fini préparé par le procédé de co-précipitation dans l'exemple 1 et l'exemple comparatif 1 est présenté dans la . Il est montré en DRX que les positions de pic principales des précurseurs ne sont pas évidemment décalées, mais dans l'exemple 1, le rapport d'intensité de pic de I(101)à I(001)est évidemment plus petit. Il a été démontré par des recherches théoriques que le rapport d'intensité de pic de I(101)à I(001)est associé à des défauts dans les précurseurs, et plus le rapport d'intensité de pic de I(101)à I(001)est petit, plus les défauts dans les précurseurs sont nombreux. Ceci démontre directement que la formation des défauts dans le précurseur peut être commandée en changeant les conditions du procédé dans l'exemple 1, réalisant ainsi une préparation pouvant être commandée d'un précurseur avec une structure de défaut de gradient. Le diagramme de distribution de taille de particule des précurseurs finis préparés par le procédé de co-précipitation de l'exemple 1 et de l'exemple comparatif 1 de la présente divulgation est représenté sur la . Comme le montre la , les distributions de taille de particule des précurseurs de l'exemple 1 et de l'exemple comparatif 1 suivent toutes deux des distributions normales. Cependant, la distribution de taille de particule du précurseur dans l'exemple 1 est plus « épaisse », indiquant que sa distribution de taille de particule est plus large, tandis que la distribution de taille de particule du précurseur dans l'exemple comparatif 1 est relativement concentrée. La distribution de taille de particule des précurseurs et le mécanisme d'ajustement de processus dans les exemples se corroborent.The cathode materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared into button cells respectively to test the electrochemical performance of lithium-ion batteries. The specific steps were as follows: using N-methylpyrrolidone as a solvent, a cathode active material was mixed with acetylene black and PVDF at a mass ratio of 8:1:1, and a sheet of aluminum was coated with a mixture and subjected to blow drying at 80℃ for 8 h, then vacuum drying at 120℃ for 12 h. A battery comprising a negative electrode made of a lithium metal plate, a membrane made of a polypropylene film and a 1M LiPF6-EC/DMC electrolyte solution (1:1, v/v) were assembled in test boxes. gloves protected by argon gas. The batteries were discharged at 0.1 C under a specific cut-off voltage to test the first discharge capacity and first efficiency, and then discharged for 100 cycles at 1 C under the same cut-off voltage as in the half test. -battery, and cycle capacity retention rates after 100 cycles were recorded. The test results are shown in Table 1, in which a comparison chart of the cycle capacity retention rates of the cathode materials prepared in Example 1 and Comparative Example 1 is shown in Table 1. ; and an X-ray diffraction (XRD) pattern of the finished precursor prepared by the co-precipitation method in Example 1 and Comparative Example 1 is shown in . It is shown in XRD that the main peak positions of the precursors are not obviously shifted, but in Example 1, the peak intensity ratio of I (101) to I (001) is obviously smaller. It has been shown by theoretical research that the peak intensity ratio of I (101) to I (001) is associated with defects in precursors, and the higher the peak intensity ratio of I (101) to I (001) is smaller, the more defects in the precursors there are. This directly demonstrates that the formation of defects in the precursor can be controlled by changing the process conditions in Example 1, thereby achieving a controllable preparation of a precursor with a gradient defect structure. The particle size distribution diagram of the finished precursors prepared by the co-precipitation method of Example 1 and Comparative Example 1 of the present disclosure is shown in Fig. . As shown in the , the particle size distributions of the precursors of Example 1 and Comparative Example 1 both follow normal distributions. However, the particle size distribution of the precursor in Example 1 is "thicker", indicating that its particle size distribution is broader, while the particle size distribution of the precursor in Comparative Example 1 is relatively concentrated. The particle size distribution of the precursors and the process adjustment mechanism in the examples corroborate each other.

Tableau 1 : Résultats de test de performance de batterie Capacité de décharge à 0,1 C (mAh/g) Première efficacité Taux de rétention de capacité de cycle après 100 cycles Tension de coupure pour test Exemple 1 204 91,4 % 92,4 % 2,8 à 4,40 V Exemple 2 192 90,8 % 93,7 % 2,8 à 4,35 V Exemple 3 212 92,5 % 91,2 % 2,8 à 4,25 V Exemple 4 235 94,1 % 90,1 % 2,8 à 4,25 V Exemple comparatif 1 197 88,2 % 86,3 % 2,8 à 4,40 V Exemple comparatif 2 226 92,0 % 87,6 % 2,8 à 4,25 V Table 1: Battery performance test results Discharge capacity at 0.1 C (mAh/g) First efficiency Cycle capacity retention rate after 100 cycles Cut-off voltage for test Example 1 204 91.4% 92.4% 2.8 to 4.40 V Example 2 192 90.8% 93.7% 2.8 to 4.35 V Example 3 212 92.5% 91.2% 2.8 to 4.25 V Example 4 235 94.1% 90.1% 2.8 to 4.25 V Comparative example 1 197 88.2% 86.3% 2.8 to 4.40 V Comparative example 2 226 92.0% 87.6% 2.8 to 4.25 V

Comme le montre le tableau 1, le matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode qui est préparé par le procédé de préparation de la présente divulgation présente d'excellentes performances électrochimiques, et présente une capacité de décharge à 0,1 C supérieure à 192 mAh/g, une première efficacité supérieure à 90,8 %, et un taux de rétention de capacité de cycle après 100 cycles supérieur à 90,1 %.As shown in Table 1, the cathode material prepared from the cathode material precursor which is prepared by the preparation method of the present disclosure has excellent electrochemical performance, and exhibits discharge capacity at 0.1 C greater than 192 mAh/g, a first efficiency greater than 90.8%, and a cycle capacity retention rate after 100 cycles greater than 90.1%.

Les exemples décrits ci-dessus sont des modes de réalisation préférés de la présente divulgation, mais les modes de réalisation de la présente divulgation ne sont pas limités aux exemples décrits ci-dessus. Tous les autres changements, modifications, substitutions, combinaisons et simplifications effectués sans s'écarter de l'esprit ou du principe de la présente divulgation doivent être des remplacements équivalents et entrent tous dans la portée de protection de la présente divulgation.The examples described above are preferred embodiments of the present disclosure, but the embodiments of the present disclosure are not limited to the examples described above. All other changes, modifications, substitutions, combinations and simplifications made without departing from the spirit or principle of this disclosure shall be equivalent replacements and all fall within the protective scope of this disclosure.

Claims (9)

Précurseur de matériau de cathode, dans lequel le précurseur de matériau de cathode est préparé par une réaction de co-précipitation, une valeur de pH d'un système est commandée entre 10 et 12 dans la réaction de co-précipitation ; et après que la réaction de co-précipitation ait atteint l'équilibre, une différence entre des probabilités de défaut d'empilement de déformation fDde cristaux dans le système mesurées dans deux périodes de temps arbitraires à un intervalle de 4 h est supérieure ou égale à 0,7 %, et la probabilité de défaut d'empilement de déformation fDest calculée par une formule : fD=0,19FWHM(101)–0,055FWHM(102)–0,5/D(001), où FWHM(101)est une demi-largeur de pic d’un pic de diffraction (101), FWHM(102)est une demi-largeur de pic d’un pic de diffraction (102), et D(001)est une taille de grain d'une face de cristal (001), la formule chimique du précurseur de matériau de cathode étant NixCoyMnz(OH)2, dans laquelle 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 0,9, 0 ≤ z ≤ 0,9, et x + y + z = 1.Cathode material precursor, wherein the cathode material precursor is prepared by a co-precipitation reaction, a pH value of a system is controlled between 10 and 12 in the co-precipitation reaction; and after the co-precipitation reaction reaches equilibrium, a difference between deformation stacking fault probabilities f D of crystals in the system measured in two arbitrary time periods at an interval of 4 h is greater or equal to 0.7%, and the deformation stacking fault probability f D is calculated by a formula: f D =0.19FWHM (101) –0.055FWHM (102) –0.5/D (001) , where FWHM (101) is a half peak width of a diffraction peak (101), FWHM (102) is a half peak width of a diffraction peak (102), and D (001) is a grain size of a crystal face (001), the chemical formula of the cathode material precursor being Ni x Co y Mn z (OH) 2 , in which 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 0.9, 0 ≤ z ≤ 0.9, and x + y + z = 1. Précurseur de matériau de cathode selon la revendication 1, dans lequel après que la réaction de co-précipitation a atteint l'équilibre, la probabilité de défaut d'empilement de déformation fDdes cristaux dans le système est de 1 % à 10 %.A cathode material precursor according to claim 1, wherein after the co-precipitation reaction reaches equilibrium, the deformation stacking fault probability f D of the crystals in the system is 1% to 10%. Précurseur de matériau de cathode selon la revendication 1, dans lequel le précurseur de matériau de cathode a une valeur span de distribution de taille de particule supérieure ou égale à 1,30, où span=(D90-D10)/D50.A cathode material precursor according to claim 1, wherein the cathode material precursor has a particle size distribution span value greater than or equal to 1.30, where span=(D 90 -D 10 )/D 50 . Procédé de préparation pour le précurseur de matériau de cathode selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant les étapes suivantes consistant à :
(1) mélanger une solution de sel métallique contenant du nickel, du cobalt et du manganèse avec un agent de précipitation, un agent complexant et une solution de base alcaline pour une réaction pour obtenir une solution mixte, où une valeur de pH d'un système est commandée entre 10 et 12 pendant la réaction, et après qu'une taille de particule D50 du cristal précurseur obtenu ait atteint 1 à 15 µm, ajuster la valeur de pH du système pour commander la réaction de co-précipitation pour atteindre un équilibre ; et
(2) effectuer une séparation solide-liquide sur la solution mixte obtenue à l'étape (1) pour obtenir un solide, et laver et sécher le solide pour obtenir le précurseur de matériau de cathode.
Preparation process for the cathode material precursor according to any one of claims 1 to 3, comprising the following steps consisting of:
(1) mixing a metal salt solution containing nickel, cobalt and manganese with a precipitating agent, a complexing agent and an alkaline base solution for reaction to obtain a mixed solution, where a pH value of one system is controlled between 10 and 12 during the reaction, and after a particle size D50 of the obtained precursor crystal reaches 1 to 15 µm, adjust the pH value of the system to control the co-precipitation reaction to reach an equilibrium ; And
(2) performing solid-liquid separation on the mixed solution obtained in step (1) to obtain a solid, and washing and drying the solid to obtain the cathode material precursor.
Procédé de préparation pour le précurseur de matériau de cathode selon la revendication 4, dans lequel à l'étape (1), l'ajustement de la valeur de pH comprend une augmentation de la valeur de pH du système de 0,02 à 0,04 lorsque la D50 du cristal de précurseur est supérieure ou égale à 0,3 µm par rapport à une taille de particule cible, et une diminution de la valeur de pH du système de 0,03 à 0,06 lorsque la D50 du cristal de précurseur est inférieure ou égale à 0,3 µm par rapport à la taille de particule cible.A preparation method for the cathode material precursor according to claim 4, wherein in step (1), adjusting the pH value comprises increasing the pH value of the system from 0.02 to 0, 04 when the D50 of the precursor crystal is greater than or equal to 0.3 µm relative to a target particle size, and a decrease in the pH value of the system from 0.03 to 0.06 when the D50 of the precursor crystal precursor is less than or equal to 0.3 µm relative to the target particle size. Procédé de préparation pour un matériau de cathode, comprenant les étapes suivantes consistant à : mélanger le précurseur de matériau de cathode selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 avec une source de lithium et un additif, effectuer un frittage primaire dans une atmosphère aérobie pour obtenir un matériau principalement fritté ; et broyer le matériau principalement fritté, mélanger avec l'additif, et effectuer un frittage secondaire dans une atmosphère aérobie pour obtenir le matériau de cathode.A preparation method for a cathode material, comprising the following steps: mixing the cathode material precursor according to any one of claims 1 to 3 with a lithium source and an additive, carrying out primary sintering in an aerobic atmosphere to obtain a mainly sintered material; and grinding the mainly sintered material, mixing with the additive, and performing secondary sintering in an aerobic atmosphere to obtain the cathode material. Procédé de préparation du matériau de cathode selon la revendication 6, dans lequel l'additif est un composé contenant au moins l'un des éléments Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B et F, ou une combinaison de composés contenant au moins l'un des éléments Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B et F.Process for preparing the cathode material according to claim 6, in which the additive is a compound containing at least one of the elements Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B and F, or a combination of compounds containing at least one of the elements Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo , Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B and F. Matériau de cathode, préparé par le procédé de préparation selon l’une quelconque des revendications 6 et 7, la formule chimique du matériau de cathode étant Li1+aNixCoyMnzMbO2@Nc, dans laquelle 0 ≤ a ≤ 0,2, 0 ≤ B ≤ 0,03, 0 ≤ c ≤ 0,04, et M et N sont au moins l'un des éléments Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B et F.Cathode material, prepared by the preparation method according to any one of claims 6 and 7, the chemical formula of the cathode material being Li 1+a Ni x Co y Mn z M b O 2 @N c , in which 0 ≤ a ≤ 0.2, 0 ≤ B ≤ 0.03, 0 ≤ c ≤ 0.04, and M and N are at least one of the elements Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr , W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B and F. Utilisation du matériau de cathode selon la revendication 8 dans la préparation d’une batterie lithium-ion.Use of the cathode material according to claim 8 in the preparation of a lithium-ion battery.
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