用于制备可再充电锂离子电池的正极材料的方法与流程

技术特征：
1.一种用于制备锂离子电池的正极材料的方法，所述方法包括以下步骤：-使包含镍和至少一种选自钴、锰和铝的金属的混合金属化合物pm在至少650℃的温度t
s
下经受热处理，从而获得经热处理的混合金属化合物m；-在第一冷却阶段中，使所述经热处理的混合金属化合物m冷却至中间温度t
i
，所述中间温度t
i
为700℃和烧结温度t
s
中的较低者；-在第二冷却阶段中，使所述经热处理的混合金属化合物m以大于2℃/分钟且小于10℃/分钟的平均冷却速率从所述中间温度t
i
冷却至550℃；以及-在最终冷却阶段中，使所述经热处理的混合金属化合物m冷却至环境温度，从而获得用于锂离子电池的正极材料。2.根据权利要求1所述的方法，由此所述混合金属化合物pm通过加热到750℃至1050℃的烧结温度t
s
进行烧结。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二冷却阶段以任何1分钟间隔期间测量的小于10℃/分钟的冷却速率实施。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述第二冷却阶段以小于10℃/分钟的瞬时冷却速率实施。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，由此所述热处理还包括第三冷却阶段，由此所述经热处理的混合金属化合物m以至少5℃/分钟的平均冷却速率从550℃至400℃的温度冷却到250℃至100℃的温度。6.根据权利要求5所述的方法，由此所述经热处理的混合金属化合物m在所述第三冷却阶段中以至少10℃/分钟的平均冷却速率冷却。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，由此在所述第二冷却阶段中，所述经热处理的混合金属化合物m以2.5℃/分钟或更大的平均冷却速率，优选地以3.0℃/分钟或更大的平均冷却速率从所述中间温度t
i
冷却至550℃。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，由此所述混合金属化合物m是具有通式li
1 a
m'
1-a
o2的锂化前体，其中-0.03≤a≤0.10，并且m'＝ni
x
m”y
co
z
e
d
，其中0.30≤x≤0.92，0.00≤y≤0.40，0.05≤z≤0.40，并且0≤d≤0.05，其中m”为mn或al中的一者或两者，并且其中e为不同于m”的掺杂物，所述方法包括以下步骤：-通过将所述前体加热到高于至少650℃的烧结温度来烧结所述前体；-在第一冷却阶段期间，使所述烧结的前体冷却至中间温度，所述中间温度为700℃和所述烧结温度中的较低者；-在第二冷却阶段期间，使所述烧结的前体以大于2℃/分钟且小于10℃/分钟的平均冷却速率从所述中间温度冷却至550℃；-在第三冷却阶段期间，使所述前体以大于10℃/分钟的平均冷却速率从550℃冷却至200℃；以及，-在第四冷却阶段期间，使所述前体从200℃冷却至环境温度。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二冷却阶段以任何1分钟间隔期间测量的小于10℃/分钟的冷却速率实施。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述第二冷却阶段以小于10℃/分钟的瞬时冷却速率实施。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述第一冷却阶段以大于10℃/分钟的平均冷却速率实施。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，由此-0.03≤a≤0.10。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，由此0.60≤x≤0.95。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，由此在所述第二冷却阶段期间的任何时间的冷却速率为在所述第二冷却阶段期间的所述平均冷却速率的
±
10％。15.一种二次锂离子电池，所述二次锂离子电池包含通过根据权利要求1至14中任一项所述的方法获得的正极活性材料。

技术总结
本发明涉及用于制造锂离子二次电池的基于锂镍钴氧化物的阴极化合物的方法。作为该方法的一部分，将含镍、钴和任选的锰的前体化合物在高温下锂化并烧结。当冷却时，高冷却速率将有益于该方法的生产量和经济性。然而，已经发现，在确定为700℃至550℃范围内的临界温度域内，冷却速率不应超过10℃/分钟。冷却速率不应超过10℃/分钟。


技术研发人员：兰迪
受保护的技术使用者：尤米科尔公司
技术研发日：2020.04.24
技术公布日：2022/4/29