[發明專利]一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710897989.4
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107799741A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 袁高清;張晨;付海闊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣東佳納能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳溶于水中，充分攪拌混合均勻，得到混合溶液；

（2）將氫氧化鈉溶液和氨水加入步驟（1）得到的混合溶液中，通過共沉淀反應生成鎳鈷錳三元前驅體粉末；

（3）將鎳鈷錳三元前驅體粉末與碳酸鋰粉末均勻混合后，在空氣或氧氣氛圍中焙燒，得到鎳鈷錳鋰氧化物粉末；

（4）將鋅源粉末溶于過量氨水中，得到澄清溶液，再加入鎳鈷錳鋰氧化物粉末，攪拌均勻，得到懸浮液；

（5）將步驟（4）得到的懸浮液緩慢蒸發至蒸干，干燥，得到的固體粉末在空氣氛圍中煅燒，得到氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳的摩爾比為4~6：1.7~2：2.5~3.5；所述混合溶液的濃度為1.5~2.5mol/L。

3.根據權利要求1所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述氫氧化鈉溶液的濃度為5~8mol/L；所述氨水的濃度為4~7mol/L；所述共沉淀反應過程中，控制溶液pH為10.8±0.1，銨根離子濃度為8.5±0.2g/L，溫度為50~60℃，反應時間為35h；所述鎳鈷錳三元前驅體粉末的粒徑D₅₀為10.5±0.2 μm。

4.根據權利要求1所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述鎳鈷錳三元前驅體粉末與碳酸鋰粉末混合的鋰化配比為1~1.3，即M：Li=1:1~1.3，其中M=Ni、Co和Mn。

5.根據權利要求1所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述焙燒是在750~900℃焙燒8~17小時。

6.根據權利要求1所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述鋅源包括鋅粉、氯化鋅、硫酸鋅或葡萄糖酸鋅。

7.根據權利要求1所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述氨水的濃度為4~7mol/L。

8.根據權利要求6所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述鋅源為葡萄糖酸鋅，采用超純水替代氨水。

9.根據權利要求1所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟（5）中，所述干燥是在80~150℃烘箱內烘干；所述煅燒是在400~800℃煅燒0.5~5小時。

10.根據權利要求1所述的一種氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，得到的氧化鋅改性的鋰離子電池鎳鈷錳三元正極材料中，氧化鋅的質量分數為0.3~5%。