[發明專利]高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料的制備方法

無效

• 申請號: 201310726535.2
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103682318A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 衡凱;趙志兵;王燕舞;唐俊
• 申請（專利權）人: 蘭州金里能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

1.一種高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鎳、鈷、錳三元的鹽溶液按摩爾比為5：2：3混合，向反應釜中加入硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳溶液，置入堿溶液中進行共沉淀反應，混合溶液的PH值為11～12，溫度50℃，連續攪拌得到固液混合物，用純凈水洗滌、過濾、干燥即得到前驅體(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)OH；

⑵將步驟⑴得到的前驅體(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)OH過篩后，在400～600℃溫度下煅燒4～10小時，即得到前驅體氧化物(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)₂O；將前驅體氧化物(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)₂O過篩后，與電池級碳酸鋰或氫氧化鋰按照Li:Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3?=(1+x):1的摩爾配比采用干法混合方式進行充分混合得混合物，其中Li:Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3?=(1+x):1的摩爾配比中0.04≤x≤0.08；

⑶將步驟⑵得到的混合物裝入匣缽壓實，在空氣氣氛中900～950℃溫度下恒溫加熱12~20h進行焙燒反應，完成后自然冷卻8～12h取出粉末粉碎、過篩；將過篩得到的粉末裝入匣缽抹平，在空氣氣氛中800～850℃溫度下恒溫加熱6～12h再進行焙燒，完成后自然冷卻取出粉末過篩，即得到球形或類球形鎳鈷錳酸鋰Li_1+xNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂；

⑷將步驟⑶得到球形或類球形鎳鈷錳酸鋰Li_1+xNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂與LiFePO₄按照(1-y):y的質量比列進行配比，其中0.05≤y≤0.20；在干燥的環境中，在一定的球料質量比的條件下，在內襯為耐磨非金屬材料的不銹鋼球磨罐內采用非金屬研磨球介質，在一定的轉速下，進行干法球磨混合包覆，球磨后過篩即得到高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料。

2.如權利要求1所述的一種高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料的制備方法，其特征在于：所述步驟⑴中的前驅體(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)OH為球形或類球形。

3.如權利要求1所述的一種高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料的制備方法，其特征在于：所述步驟⑷中的LiFePO₄的一次粒子平均尺寸范圍為5?nm?～100nm。

4.如權利要求1所述的一種高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料的制備方法，其特征在于：所述步驟⑷中的在干燥的環境中，干法球磨環境濕度小于35%?RH，一定的球料質量比為1：3～4。

5.如權利要求1所述的一種高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料的制備方法，其特征在于：所述步驟⑷中的內襯耐磨非金屬材料的不銹鋼球磨罐內襯介質采用聚氨酯或聚四氟乙烯。

6.如權利要求1所述的一種高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料的制備方法，其特征在于：所述步驟⑷中的內襯為耐磨非金屬材料的不銹鋼球磨罐內非金屬研磨球介質采用瑪瑙、或聚氨酯、或聚四氟乙烯、或氧化鋁，或氧化鋯。

7.如權利要求1所述的一種高安全性鎳鈷錳酸鋰NCM523三元材料的制備方法，其特征在于：所述步驟⑷中不銹鋼球磨罐的轉速為30～300轉/分鐘，球磨時間為1～3小時。