[發(fā)明專利]鋰離子電池三元正極材料的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710035652.2 | 申請日： | 2017-01-17 |
| 公開（公告）號： | CN106602058B | 公開（公告）日： | 2019-07-12 |
| 發(fā)明（設計）人： | 李艷;周惠;蔡振勇;譚欣欣;雷剛 | 申請（專利權(quán)）人： | 杉杉能源（寧夏）有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/505 | 分類號： | H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 43213 | 代理人： | 楊斌 |
| 地址： | 753000 寧夏回族自治區(qū)*** | 國省代碼： | 寧夏;64 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰離子電池 三元 正極 材料 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池三元正極材料的制備方法，包含以下步驟：先采用共沉淀法制備層狀三元前驅(qū)體，在剝離劑中剝離生成帶正電荷的層狀前驅(qū)體分散液；在不斷攪拌的條件下，向得到的層狀前驅(qū)體分散液中加入帶負電荷的層狀化合物分散液，通過靜電作用，層層自組裝，制備得到層狀有序三元前驅(qū)體沉淀；將鋰鹽與層狀有序三元前驅(qū)體沉淀按比例混合，在高溫下燒結(jié)得到層狀有序的鋰離子電池三元正極材料。本發(fā)明的方法有利于形成有序的鋰離子遷移通道，且可提升產(chǎn)品電化學性能和穩(wěn)定性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池正極材料的制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池因具有能量密度高、安全性能好、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等特點而被廣泛應用于筆記本電腦、手機、數(shù)碼產(chǎn)品等領(lǐng)域；同時，隨著人們環(huán)保意識的增強，鋰離子電池正逐步作為動力電池應用于交通工具領(lǐng)域，如電動汽車、電動大巴等。這些應用領(lǐng)域的拓展對鋰離子電池的倍率性能、循環(huán)性能和安全性能等都提出了更高的要求。
鋰鎳鈷錳復合氧化物三元正極材料具有容量高、熱穩(wěn)定性好且成本低等特點，已成為目前研究和商業(yè)應用的主流。然而，目前的三元正極材料形貌主要是一次顆粒團聚而成的二次球形顆粒，由于一次顆粒之間存在間隙，導致材料的體積能量密度低，粒子之間的導電性也不好，并且循環(huán)后一次粒子的體積會發(fā)生變化，這些各向異性的一次顆粒體積變化的方向各不相同，最終導致顆粒之間的縫隙變寬，出現(xiàn)孔隙，甚至使團聚的二次顆粒破裂從而破壞電池的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種有利于形成有序的鋰離子遷移通道、且可提升產(chǎn)品電化學性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的鋰離子電池三元正極材料的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種鋰離子電池三元正極材料的制備方法，包含以下步驟：
1)采用共沉淀法制備層狀三元前驅(qū)體，在剝離劑中剝離生成帶正電荷的層狀前驅(qū)體分散液；
2)在不斷攪拌的條件下，向步驟1)得到的層狀前驅(qū)體分散液中加入帶負電荷的層狀化合物分散液，通過靜電作用，層層自組裝，制備得到層狀有序三元前驅(qū)體沉淀；
3)將鋰鹽與步驟2)得到的層狀有序三元前驅(qū)體沉淀按比例混合，在高溫(優(yōu)選700℃～1000℃)下燒結(jié)得到層狀有序的鋰離子電池三元正極材料。
上述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，優(yōu)選的：所述剝離劑為甲酰胺、異丙醇、N-N-二甲基甲酰胺中的至少一種。
上述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，優(yōu)選的：所述帶負電荷的層狀化合物分散液為氧化石墨烯溶液或者含特定元素的氧化石墨烯溶液；更優(yōu)選的，所述特定元素包含Ni、Co、Mn、Al、Zr、Mg、Ti、V、F中的至少一種。更優(yōu)選的，所述特定元素包含Al、Mg、Ti中的至少一種；且特定元素是以其可溶性鹽形式包含于帶負電荷的氧化石墨烯溶液中，該可溶性鹽與氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的質(zhì)量比控制在1～2:0.25。
上述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，優(yōu)選的：所述帶負電荷的層狀化合物分散液中層狀化合物的用量為所述層狀前驅(qū)體分散液中層狀前軀體總質(zhì)量的0.05％～5％。
上述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，優(yōu)選的：所述層狀三元前驅(qū)體為(NixCoyMnz)(OH)2，且x+y+z＝1。更優(yōu)選的，所述層狀三元前驅(qū)體的制備包括以下步驟：
將鎳鈷錳可溶性鹽溶液加入反應釜中，再加入NaOH溶液和氨水，控制pH值在11-12，加熱至50℃-60℃，反應至少10h，過濾，洗滌即可。
上述的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，優(yōu)選的：所述鋰鹽為碳酸鋰、草酸鋰、氫氧化鋰中的一種或多種。
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