[發明專利]一種鋰離子電池三元正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410050211.6
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103811744A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 尚懷芳;黃震雷;韓坤明;蘇喬;左自成;周恒輝
• 申請（專利權）人: 北大先行科技產業有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

1.一種鋰離子電池三元正極材料的制備方法，包括如下步驟：

1)將鋰源、金屬氧化物前驅體或金屬氫氧化物前驅體混合，在空氣氣氛800～1100℃溫度下，焙燒6～24小時，再將焙燒后的物料粉碎為中位粒徑為8～25μm的團聚體材料A，所述金屬氧化物前驅體的通式為Ni_(1-x-y-z)Co_xMn_yM_zO_m，其中0<x<1,0<y<1，0<z<1，x+y+z<1，1≤m<2，M是一種或多種金屬元素；所述金屬氫氧化物前驅體的通式為Ni_(1-x-y-z)Co_xMn_yM_z(OH)_n，其中0<x<1,0<y<1，0<z<1，x+y+z<1，2≤n<3，M是一種或多種金屬元素；

2)將鋰源、金屬氧化物前驅體或金屬氫氧化物前驅體混合，在空氣氣氛800～1100℃溫度下，焙燒6～24小時，再將焙燒后的物料粉碎為中位粒徑為1～7μm的材料B，所述金屬氧化物前驅體的通式為Ni_(1-a-b-c)Co_aMn_bN_cO_m，其中0<a<1，0<b<1，0<c<1，a+b+c<1，1≤m<2，N是一種或多種金屬元素；所述金屬氫氧化物前驅體的通式為Ni_{（1-a-b-c）}Co_aMn_bN_c(OH)_n，其中0<a<1，0<b<1，0<c<1，a+b+c<1，2≤n<3，N是一種或多種金屬元素；

3)將步驟1）中所述團聚體材料A與步驟2）中所述材料B按質量比(1～4)：（1～4）的配比球磨1～10小時，然后在空氣氣氛200～800℃下，焙燒1～5小時，再粉碎成中位粒徑為5～20μm的材料C；

4)將步驟3）所述材料C溶于酒精中，將包覆物溶解于有機溶液中，將溶解有所述包覆物的有機溶液與所述材料C的酒精溶液混合，攪拌10分鐘～4小時后，在70～100℃的溫度下烘干1～5小時得到烘干后的物料；

5）將步驟4）中所述烘干后的物料在空氣氣氛300～800℃下熱處理4～10小時，即得到鋰離子電池三元正極材料。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1）中所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰和草酸鋰中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述鋰源中的Li原子與所述金屬氧化物或金屬氫氧化物前驅體中所有金屬原子之和的物質的量之比為（1.0～1.2）：1.0。

4.如權利要求1所述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1）中所述金屬氧化物前驅體通式中的元素M為Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Al、Fe、V、Ti中的一種或多種元素；步驟1）中所述金屬氫氧化物前驅體通式中的元素M為Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Al、Fe、V、Ti中的一種或多種元素。

5.如權利要求1所述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2）中所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰和草酸鋰中的一種或多種。

6.如權利要求1所述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2）中所述金屬氧化物前驅體通式中的元素N為Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Al、Fe、V、Ti中的一種或多種元素；步驟2）中所述金屬氫氧化物前驅體通式中的元素N為Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Al、Fe、V、Ti中的一種或多種元素。

7.如權利要求1所述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟4）所述包覆物包括Mg元素酯鹽、Mg元素醇鹽、Ti元素酯鹽、Ti元素醇鹽、Si元素酯鹽、Si元素醇鹽、Al元素酯鹽、Al元素醇鹽、Sn元素酯鹽、Sn元素醇鹽。