| 成果名稱： | 三元前驅體的制備方法及三元前驅體、正極材料、鋰離子電池 |
| 登記日期： | 2023-06-30 |
| 完成單位： | 廣東佳納能源科技有限公司,清遠佳致新材料研究院有限公司 |
| 完成人員： | 黃亞祥,鄭江峰,張晨 |
| 研究起止日期： | 2020-01-01至2020-11-30 |
| 主要應用行業： | 制造業 |
| 高新技術領域： | 新材料 |
| 評價單位： | 國家知識產權局 |
| 評價日期： | 2021-09-07 |
| 成果簡介： | 三元前驅體是三元正極材料高度定制化的標準品，是生產三元正極的關鍵性材料。正極材料是決定鋰離子電池性能的關鍵材料之一，也是目前商業化鋰離子電池中主要的鋰離子來源，其性能對鋰離子電池的影響較大。目前研制成功并得到應用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰等。其中三元正極材料具有容量高和成本適中等優點，已成功應用于鋰離子電池中，并且應用規模得到了迅速的發展。 項目執行期：2020 年1 月-2020年11 月。 本項目主要是針對發明專利ZL202011514593.5“三元前驅體的制備方法及三元前驅體、正極材料、鋰離子電池”進行中試驗證，確定小粒徑三元正極材料前驅體的制備工藝參數及生產條件，實現其工業化大量生產。 本項目所用設備在原生產線的基礎上，對新的自動化設備進行了探索性、匹配性、優化試驗，從小試、中試到大批量產業化生產，體現了佳鈉技術人員的心血。目前已實現項目預期，在新建車間完成本次專利產業化的總目標。 本項目以絡合控制結晶共沉淀法為基礎，以鎳鈷硫酸鹽混合水溶液在氨的絡合下，與氫氧化鈉水溶液在氮氣保護下進行沉淀反應，在生產工藝中建立獨特的反應體系，優化物料濃度、反應溫度、攪拌轉速、流量等工藝參數條件，可以精準調控三元前驅體的晶體結構，使鎳鈷錳三元素均勻分布，增強三元正極材料的結構穩定性，所得產品疏松多孔、一致性好、窄分布、高倍率的三元前驅體的制備方法，制備三元材料前驅體形貌、元素含量、粒徑分布和物理指標等滿足客戶要求。 通過本項目，采用晶種制備和晶種生長二段工藝，精準調控三元前驅體晶體結構以及顆粒的粒度分布和形貌，得到一種獨特的結構設計產品，屬于首創，突破性解決了三元正極材料存在的首次充放電效率低、容量衰減嚴重、倍率循環性能較差等技術難題。本項目制備得到的三元前驅體為窄分布產品，避免了電池充放電過程存在的大小顆粒間不同程度的過充和過放現象，提高了制備的三元正極材料的電化學性能與結構穩定性，增加循環壽命。因此，將采用本項目方法制備的三元前驅體用于制備三元正極材料，并將該三元正極材料用于制備鋰離子電池時，能夠增加鋰離子擴散通道，顯著提高電池首次充放電性能、循環性能和倍率性能。有助于推進我國在新能源領域的鋰離子電池產業取得了傲人的成績，實現了彎道超車，技術達到全球先進水平。 鑒于本專利權人在技術創新上作出的卓越成績，本專利已申請2022年第二十四屆中國專利獎。 |