[發(fā)明專利]鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711355288.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107994227A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張亞莉;楚瑋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淄博國(guó)利新電源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/525
• 分類號(hào): H01M4/525;H01M4/505
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司37212
• 代理人: 耿霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料前驅(qū)體的制備方法，具體涉及一種鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體的制備方法。

背景技術(shù)

鎳鈷錳酸鋰為一種新型鋰離子二次電池正極材料，具有放電容量高，循環(huán)性能好成本低廉，無(wú)污染，安全性高等優(yōu)點(diǎn)。具有廣闊的應(yīng)用前景，該材料已廣泛的應(yīng)用在鋰離子電池上。而鎳鈷錳三元素復(fù)合氫氧化物是生產(chǎn)鋰離子電池正極材料的重要中間體，其指標(biāo)對(duì)鋰離子電池物理性能和電化學(xué)性能有著重要的影響。因此開(kāi)發(fā)高性能三元前驅(qū)體是生產(chǎn)動(dòng)力電池以及其它高端電池用正極材料的基礎(chǔ)。在制備523三元前驅(qū)體過(guò)程中，由于Ni，Co，Mn離子的粒徑大小不同，制備的前驅(qū)體離子間存間隙，使得振實(shí)密度較小，同時(shí)形貌均勻性較差。通過(guò)Zn改性，Zn粒鑲嵌在粒子之間，增加了前驅(qū)體的振實(shí)密度，改善粒子的形貌特征。

專利“F取代523三元材料的制備方法(201510072336.3)”中公開(kāi)了一種F取代523三元材料的制備方法。將NH₄F于瑪瑙研缽中研細(xì)后，以0.5％-2％的質(zhì)量比與已制備好并破碎的523三元材料在三維錐混機(jī)內(nèi)混合均勻；將混合物在400-700℃進(jìn)行燒結(jié)；冷卻后使用萬(wàn)能破碎機(jī)進(jìn)行破碎制得F取代三元正極材料的制備方法。專利“改性三元材料、其前驅(qū)體及該材料和前驅(qū)體”(201110338824.6)公開(kāi)了一種用于鋰離子電池正極材料的改性三元材料前驅(qū)體。其分子式為：Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3(OH)₂；且由三層構(gòu)成，其中：前驅(qū)體內(nèi)層為鈷含量大于1/3、且鎳、錳含量相同的三元材料，所述前驅(qū)體內(nèi)層的分子式為：(Ni_1/3-xCo_1/3+2xMn_1/3-x)(OH)₂，其中，0＜x≤1/3；前驅(qū)體外層為鈷含量為0～1/3，鎳、錳含量相等的三元材料，所述前驅(qū)體外層的分子式為：(Ni_0.5-yCo_2yMn_0.5-y)(OH)₂，其中，0≤y＜1/6；前驅(qū)體中間層為上述前驅(qū)體內(nèi)層和前驅(qū)體外層兩種材料的濃度梯度復(fù)合材料。具有上述前驅(qū)體的改性三元材料化學(xué)式為L(zhǎng)i(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂，其微觀顆粒內(nèi)部由內(nèi)、中間和外層三部分構(gòu)成。這兩個(gè)專利目的均是改性前驅(qū)體，使正極材料具有較好的電化學(xué)性能，但沒(méi)有提高振實(shí)密度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體的制備方法，本發(fā)明流程短、成本低，制備得到鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體，振實(shí)密度高，該材料用于鋰離子電池的組裝制備。

本發(fā)明所述的鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體的制備方法，將電池級(jí)NiSO₄溶液、CaSO₄溶液和MnSO₄溶液混合得到混合溶液，加入氨水調(diào)節(jié)pH，再逐滴加入Na₂CO₃溶液和鋅鹽進(jìn)行溶鹽反應(yīng)，反應(yīng)后靜置，洗滌、過(guò)濾、烘干，研磨得到鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體。

混合溶液中NiSO₄的濃度為1.5-3mol，Ni離子：Co離子：Mn離子的摩爾比為5:2:3。

加入氨水調(diào)節(jié)pH至7-9。

所述的鋅鹽為硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅或草酸鋅，其濃度為0.05-0.3mol/L。

所述的Na₂CO₃溶液的濃度為1.5-3.5mol/L。

溶鹽反應(yīng)時(shí)間為6-10h。

反應(yīng)和靜置時(shí)間為10-16h。

過(guò)濾后的濾餅用去離子水洗滌pH在6-7.5。

烘干溫度為100-150℃。

研磨后過(guò)篩，篩子的目數(shù)為120目。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明流程短、成本低，制備得到鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體，振實(shí)密度高，該材料用于鋰離子電池的組裝制備。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體得形貌圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制備的鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體得形貌圖；

圖3是本發(fā)明所述的鋅摻雜523三元材料前驅(qū)體的制備方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。