[發(fā)明專利]一種523型鎳鈷錳三元正極材料固相制備方法及其產(chǎn)品在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710553003.1 | 申請(qǐng)日： | 2017-07-07 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107293721A | 公開（公告）日： | 2017-10-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 熊凱;周翔;顧冬生;張中彩;徐亞輝;劉耀春 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 淮安新能源材料技術(shù)研究院 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/36 | 分類號(hào)： | H01M4/36;H01M4/48;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所32223 | 代理人： | 張麗 |
| 地址： | 223005 江蘇省淮安市*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 523 型鎳鈷錳 三元 正極 材料 制備 方法 及其 產(chǎn)品 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鎳鈷錳三元正極材料生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種523型鎳鈷錳三元正極材料固相制備方法及其產(chǎn)品。
背景技術(shù)
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源和環(huán)境已經(jīng)成為困擾經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素。近年來，大量的電子產(chǎn)品和新能源汽車的出現(xiàn)對(duì)電池的需要日益提升，鋰離子電池以綠色無污染、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度高、無記憶效應(yīng)等特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。
鋰離子正極材料是制約鋰離子電池發(fā)展的重要因素之一，對(duì)于正極材料的研究有很多。其中由Goodenough首次提出的鈷酸鋰LCO正極材料，已經(jīng)由Sony首先成功商業(yè)化，其優(yōu)點(diǎn)是高比容量，高電壓，低自放電以及良好的循環(huán)性能，主要缺點(diǎn)就是成本高，熱穩(wěn)定性差和高倍率、深循環(huán)的容量快速衰減；鎳鈷鋁酸鋰NCA目前已經(jīng)商業(yè)化，其優(yōu)點(diǎn)在于擁有較高的比容量，但是在國內(nèi)其研究剛剛起步；錳酸鋰LMO穩(wěn)定性和成本是有優(yōu)勢(shì)，但是循環(huán)性能較差。
鎳鈷錳酸鋰NMC是如今鋰離子電池研究的一大熱點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)在于成本低，僅相當(dāng)于鈷酸鋰的1/4且更加環(huán)保，安全工作溫度可以達(dá)到170 ℃，安全性更好，除此外電池循環(huán)性能壽命大大延長(zhǎng)。現(xiàn)市場(chǎng)主要是LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2，LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2三元正極材料。不同的制備方法導(dǎo)致所制備的材料在結(jié)構(gòu)、粒子的形貌、比表面積和電化學(xué)性質(zhì)等方面有很大的差別。目前各方法制備的523型鎳鈷錳三元正極材料（LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2）正常0.2C克容量在160 mAh/g左右，循環(huán)1000次容量衰減達(dá)到50%以上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種523型鎳鈷錳三元正極材料（LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2）固相制備方法，工藝簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，得到三元正極材料電化學(xué)性能優(yōu)異，在3.0V-4.2V的平臺(tái)，0.2C克容量可以達(dá)到178 mAh/g，1C循環(huán)1000次容量衰減低于15%。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種523型鎳鈷錳三元正極材料固相制備方法，包括以下步驟：
a.混料：取三元前驅(qū)體Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2和碳酸鋰作為原料，鋰和鎳鈷錳金屬總量摩爾比為1.01～1.09：1，采用高速球磨機(jī)干法混料，球磨速度控制在200～300 r/min，球磨時(shí)間為2～3 h，使得鋰、鎳鈷錳均勻混合；
b. 一次燒結(jié)：將混合均勻的生料使用馬弗爐分階段燒結(jié)，第一階段燒結(jié)，溫度400～600 ℃，燒結(jié)4～6 h；第二階段燒結(jié)，燒結(jié)溫度850～950 ℃，燒結(jié)10～16 h；燒結(jié)完成后降至室溫；
c. 包覆：將一次燒結(jié)得到的料粉碎、過篩，并摻入納米氧化鋁和納米氧化錫作為包覆劑，納米氧化鋁、納米氧化錫使用量分別是三元前驅(qū)體Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2重量的0.1%～0.8%，采用轉(zhuǎn)速800～1200 r/min的機(jī)械融合機(jī)包覆；
d. 二次燒結(jié)：包覆完成后，將料放進(jìn)馬弗爐二次燒結(jié)，溫度在500～600 ℃，燒結(jié)2～3 h，燒完冷卻至室溫；
e. 燒結(jié)后處理：燒結(jié)完成以后，及時(shí)收料，在溫度20～25 ℃且濕度小于25%的干燥房?jī)?nèi)進(jìn)行破碎、粉碎處理，粉碎完以后進(jìn)行混合、過篩、除鐵、熱封包裝。
本發(fā)明還提供根據(jù)權(quán)利要求1制備而成的一種523型鎳鈷錳三元正極材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：
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