[發明專利]一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201510027002.4
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104617292A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 李薦;陳寶榮;周宏明
• 申請（專利權）人: 湖南省正源儲能材料與器件研究所;中南大學
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/485
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法中先在常溫下將含有鎳、鈷、鋁、鋰等元素的氧化物或者氫氧化物或者鹽類在分散劑中進行濕混，然后干燥，得到混合均勻的原料混料；然后將原料混料置于氧化氣氛中，同時在高溫回轉爐膛中以5～600r/min的轉速進行高溫燒結并保溫一定的時間，然后快速降溫，從而得到高容量的球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料。

2.根據權利要求書1所述的一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于：含有鎳、鈷、鋁、鋰等元素的原料為各自對應的氧化物或者氫氧化物或者金屬鹽類中的一種或者幾種；所述含有鎳元素的氧化物或者氫氧化物或者鹽類為氧化鎳、三氧化二鎳、硝酸鎳、氫氧化鎳、硫酸鎳、草酸鎳、磷酸鎳等中的一種或者幾種；所述含有鈷元素的氧化物或者鹽類為四氧化三鈷、三氧化二鈷、氫氧化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、草酸鈷、氯化鈷、磷酸鈷等中的一種或者幾種；所述含有鋁元素的氧化物或者鹽類為氫氧化鋁、氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁、草酸鋁、磷酸鋁、氧化鋁及其各種不同晶型的氧化物等中的一種或者幾種；所述含有鋰元素的氧化物或者鹽類為氧化鋰、超氧化鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰、碳酸鋰、草酸鋰、磷酸鋰等中的一種或者幾種。

3.根據權利要求書1所述的一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于：含有鎳、鈷、鋁、鋰等原料的混料中各種金屬陽離子的摩爾配比為n_Ni：n_Co：n_Al：n_Li=（0.80～0.85）：（0.10～0.15）：（0.05～0.10）：（1.0～1.02）。

4.根據權利要求書1所述的一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于：所選用的分散劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、戊醇、正己醇、2-甲氧基乙醇和?2-乙氧基乙醇等有機或者無機試劑。

5.根據權利要求書1所述的一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于：濕混過程中，分散劑與鎳、鈷、鋁、鋰化合物原料的體積比為（0.3～1）：1；球磨介質與鎳、鈷、鋁、鋰化合物原料的質量比為（4～8）：1，以獲得原料混合均勻的漿料。

6.根據權利要求書1所述的一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于：分散劑與各種原料的濕混在球磨過程中進行，球磨機轉速為200～500r/min，球磨時間為12h～48h。

7.根據權利要求書1所述的一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于：高溫燒結包括300℃～680℃的預燒結過程和700℃～950℃的固溶燒結過程；預燒結過程中爐膛轉動速度為5～600r/min，固溶燒結過程爐膛轉動速度為5～500r/min；預燒結過程的保溫時間為4h～10h，固溶燒結過程的保溫時間為12h～48h。

8.根據權利要求書1所述的一種球形高容量鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于：常溫到預燒結溫度升溫速率為10～20℃/min，預燒結過程保溫結束后至固溶燒結溫度的升溫速率為8～15℃/min。

9.??根據權利要求書2所述的一種高容量球形鎳鈷鋁酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于：燒結的整個過程在氧化氣氛中進行，選用空氣作為氧化氣氛，更優選擇富氧或者純氧作為氧化氣氛，最優選擇臭氧作為氧化氣氛；富氧作為氧化氣氛時，氧氣濃度為50～85%；臭氧作為氧化氣氛時，臭氧濃度為0.1～20%。