[發明專利]鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法、鋰離子電池正極材料以及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710645537.7
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107464929B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 武雪峰;馬書良;成信剛;付笑哲
• 申請（專利權）人: 北方奧鈦納米技術有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

1.一種鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)配制重量濃度為45％～59％的三元材料前驅體的水溶液；

(b)配制重量濃度為20％～30％的鋰源化合物的水溶液；

(c)將所述三元材料前驅體的水溶液和鋰源化合物的水溶液分別用泵輸送到攪拌機中，混合攪拌均勻，得到懸浮液；

(d)將所述懸浮液進行噴霧干燥，得到配鋰混合粉體；

(e)將所述配鋰混合粉體進行燒結，得到鎳鈷錳酸鋰正極材料；

步驟(a)中，對所述三元材料前驅體的水溶液進行超聲處理，超聲頻率為10～30KHz，超聲處理時間為20～90min；

步驟(b)中，對所述鋰源化合物的水溶液進行超聲處理，超聲頻率為20～40KHz，超聲處理時間為30～100min；

步驟(e)中，將所述配鋰混合粉體放入高溫軌道窯中進行燒結，在空氣或氧氣氣氛中先以1～3℃/min的速率升溫至450～550℃，恒溫燒結6～10h，再以1～3℃/min的速率升溫至880～1000℃，恒溫燒結10～16h，自然冷卻至室溫，得到鎳鈷錳酸鋰正極材料。

2.根據權利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(c)中，所述泵為精密計量泵，通過所述精密計量泵控制三元材料前驅體和鋰源化合物的摩爾比。

3.根據權利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述攪拌機為高速攪拌機，攪拌機的轉速為1500～4000rpm，攪拌時間為30～120min，攪拌溫度為常溫。

4.根據權利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述泵與攪拌機通過管線連接，在所述泵與攪拌機的連接管線上設置有止回閥和/或調節閥。

5.根據權利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(d)中，將所述懸浮液利用蠕動泵輸送至噴霧干燥器中進行噴霧干燥，控制噴霧干燥器的壓縮空氣壓力為0.05～0.75MPa，蠕動泵流量為200～800mL/min，噴嘴處溫度為200℃～350℃，并通過控制壓縮空氣的壓力調整粉體的粒徑尺寸大小。

6.根據權利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述配鋰混合粉體的平均粒徑為1～20μm。

7.根據權利要求1～6任一項所述的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述鎳鈷錳酸鋰正極材料為LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂。

8.根據權利要求1～6任一項所述的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述三元材料前驅體為Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3(OH)₂。

9.根據權利要求1～6任一項所述的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述鋰源化合物為單水氫氧化鋰、無水氫氧化鋰或碳酸鋰中的至少一種。

10.一種鋰離子電池正極材料，其特征在于，將根據權利要求1～9任一項所述的制備方法得到的鎳鈷錳酸鋰正極材料作為鋰離子電池正極材料。

11.根據權利要求10所述的鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鎳鈷錳酸鋰正極材料的平均粒徑為2～10μm，比表面積為0.3～0.9m²/g。

12.一種鋰離子電池，其特征在于，包括殼體、置于殼體內的正極、負極、隔膜及電解液，所述隔膜位于所述正極和負極之間，所述正極包括權利要求10或11所述的鋰離子電池正極材料。