[發明專利]一種鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法

無效

• 申請號: 201110076232.1
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102219265A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 閆忠強;王紅忠;郭幸;郭丹;胡臘梅;楊曉艷;馬騫;路維華;敬春梅
• 申請（專利權）人: 蘭州金川新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C01G53/04
• 分類號: C01G53/04;C01G51/04;C01G45/02
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

一種鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法，涉及用于鋰離子電池正極材料鎳鈷錳復合氧化物（Ni_XCo_YMn_ZO）粉體的制備方法。

背景技術

鎳鈷錳復合氧化物（Ni_XCo_YMn_ZO）粉體材料主要應用于制備電池正極材料LiNi_xMn_yCo_1-x-yO₂。

鋰離子電池正極材料LiNi_xMn_yCo_1-x-yO₂具有LiCoO₂、LiNiO₂等其它正極材料所無法比擬的優勢。1）鈷酸鋰由于價格昂貴、安全性能差而不適合作為動力電池。2）錳酸鋰具有低成本、環保、安全性好等優點，但其能量密度低、循環性能差、碳做負極時錳的溶解問題突出。3）鎳鈷酸鋰容量比鈷酸鋰有所提高，但制備成本高、過充存在安全性問題。4）磷酸鐵鋰具有成本低廉、環境友好、安全性好等優勢，但其體積能量密度較低。相比較而言，LiNi_xMn_yCo_1-x-yO₂的理論比容量較高，約278mAh/g，循環性能好，充放電過程中體積變化小（小于2%），振實密度大，能量密度高，實際比容量可達140－180mAh/g（同鎳、鈷、錳比例有關），合成方法簡單可行，克服了LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiCoO₂及LiFePO₄的部分缺點，因此成為鋰離子二次電池，特別是小型動力電池的首選材料之一。

目前用于制備電池正極材料LiNi_xMn_yCo_1-x-yO₂的鎳鈷錳三元復合材料主要包括鎳鈷錳氧化物和鎳鈷錳氫氧化物。其中，鎳鈷錳氫氧化物要是采用化學法沉淀法在保護性氣氛中制備而得；鎳鈷錳氧化物采用混料煅燒的制備方式?；瘜W沉淀法制備的產品均勻性好，粒度容易控制，產品雜質低等優點，但存在生產周期長，工藝控制難度大、產品穩定性不足、成本高等問題?；炝响褵ê唵我仔校嬖诋a品易產生偏析、反應控制難、設備要求高等問題。

高溫熱解制粉工藝是國內外粉體生產領域的先進課題。目前，采用噴霧熱解工業化制備氧化物，特別是制備鎳鈷錳復合氧化物粉體材料的方面的應用還未見報道。

發明內容

本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種具有工藝流程短、成本低、環保節能等優點的產品均勻、純度高、電化學性能優異的鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法，其特征在于其制備過程將鎳鈷錳的混合鹽溶液霧化后，在高溫下進行熱分解直接制取鎳鈷錳復合氧化物粉體材料。

本發明的一種鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法，其特征在于所述的鎳鈷錳的混合鹽溶液中的鎳鹽為氯化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳中的一種，鈷鹽為氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷中的一種，錳鹽為氯化錳、硝酸錳、硫酸錳中的一種。

本發明的一種鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法，其特征在于所述的鎳鈷錳的混合鹽溶液中的鎳鹽、鈷鹽、錳鹽的量按制備的鎳鈷錳復合氧化物粉體中的金屬離子摩爾比配制。

本發明的一種鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法，其特征在于所述的鎳鈷錳的混合鹽溶液中的鎳、鈷、錳金屬離子總濃度為10～240g/L。

本發明的一種鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法，其特征在于所述的鎳鈷錳的混合鹽溶液霧化為0.5～100μm的液滴。

本發明的一種鎳鈷錳復合氧化物粉體的制備方法，其特征在于所述的鎳鈷錳的混合鹽溶液霧化后的液滴在200～1200℃溫度下，氧分壓為1kPa-8kPa，熱分解1～30分鐘。