[發明專利]一種鋰離子電池三元正極材料NCA的制備方法

有效

• 申請號: 201710248821.0
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107195872B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 謝海軍;方萬里;于偉
• 申請（專利權）人: 福建金山鋰科新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525
• 代理公司: 深圳市漢唐知識產權代理有限公司 44399
• 代理人: 彭益宏

1.一種鋰離子電池三元正極材料NCA的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟（1）：三元正極材料NCA前驅體的制備：以高純鎳、高純鈷和高純鋁或者電解鎳、電解鈷和電解鋁為原材料，熔煉制備高純鎳鈷鋁合金熔體，高純鎳鈷鋁合金除雜，將除雜后的高純鎳鈷鋁合金通過水霧化法制成球形合金粉；將所得球形合金粉體預氧化和氧化得到氧化鎳鈷鋁前軀體；

步驟（2）：三元正極材料NCA的制備：將氧化鎳鈷鋁前軀體同鋰源混合，在氧氣氣氛條件下燒結，燒結后的材料經破碎、分級、除磁后得到NCA三元正極材料；所述步驟（1）中，熔煉鎳鈷鋁合金采用的原材料是高純鎳、高純鈷和高純鋁或者電解鎳、電解鈷和電解鋁，其中，鎳、鈷、鋁元素的摩爾比為（7.9-8.2）：（0.14-0.16）:(0.04-0.06)；所述步驟（2）中，所用前驅體與鋰源的摩爾比為1：1-1.04；

步驟（1）中，將所得球形合金粉體預氧化和氧化得到氧化鎳鈷鋁前軀體，預氧化和氧化采用是回轉爐，預氧化溫度200-500℃，氧化溫度600-800℃，升溫速度1-5℃/min，預氧化時間為1-2 小時，氧化時間1-4小時，預氧化和氧化氣氛為空氣或氧氣；所述步驟（2）中燒結氣氛為氧氣，燒結溫度為400-800℃，升溫速度1-5℃/min，燒結時間為10- 20小時，燒結后的物料自然冷卻，經過粉碎，分級，除磁得到最終產品。

2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池三元正極材料NCA的制備方法，其特征在于步驟（1）中采用中頻感應爐熔煉鎳合金，熔煉溫度1500-1700℃，熔煉過程中鎳錠、鈷錠加入感應爐。

3.根據權利要求1所述一種鋰離子電池三元正極材料NCA的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中通過添加造渣劑除雜，得到純凈的鎳鈷鋁合金，通過水霧化工藝制備球形鎳鈷鋁合金粉，水霧化壓力70-200MPa。

4.根據權利要求1所述一種鋰離子電池三元正極材料NCA的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述鋰源采用碳酸鋰，氫氧化鋰，硝酸鋰，草酸鋰和醋酸鋰的一種或者幾種。