[發明專利]一種電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰前驅體的制備方法

在審

• 申請號: 201810638114.7
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108767256A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 徐呈兵;陳春華
• 申請（專利權）人: 合肥乘電科技有限責任公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明公開了一種電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰前驅體的制備方法，涉及蓄電池技術領域。包括步驟(1)配置鎳鈷溶液；(2)制備沉淀物；(3)純化沉淀物；(4)制備預備混合物；(5)焙燒終產物。本發明通過采用與硝酸鋁焙燒的方法制備鎳鈷鋁酸鋰前驅體，避免了因三價的鋁離子沉淀速度快，難以形成大顆粒沉淀的情況發生，通過焙燒后得到的鎳鈷鋁酸鋰前驅體具有較大的真實密度；同時，通過焙燒減少了沉淀中的酸根殘留，進一步增加了制得的鎳鈷鋁酸鋰前驅體的純度。

技術領域

本發明屬于蓄電池技術領域，特別是涉及一種電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰前驅體的制備方法。

背景技術

鎳鈷鋁三元正極材料(NCA，即鎳鈷鋁酸鋰)具有高比容量、高電壓以及良好的循環性能等優點，近年來引起了廣泛的關注。鎳鈷鋁三元正極材料的主要制備方法是先采用化學共沉淀法制備鎳鈷鋁前驅體，再與鋰鹽煅燒得到NCA材料；由于氫氧化鋁的溶度積常數為1.3×10-33，而氫氧化鎳和氫氧化鈷(二價)的分別為2×10-15和1.6×10-15，因此采用化學共沉淀法制備鎳鈷鋁前驅體時，三價的鋁離子沉淀速度特別快，不但難以與鎳和鈷沉淀形成均勻的單一層狀結構，也難以形成球形大顆粒沉淀，因此前驅體摻鋰鹽煅燒得到的NCA材料性能指標不理想；顆粒松散，結構穩定性差和放電容量偏低。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為一種電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰前驅體的制備方法，包括以下步驟：

(1)配置鎳鈷溶液；將鎳鹽和鈷鹽加入酸根溶液中，配比制成1mol每升的溶液；

(2)制備沉淀物；在恒溫條件下向步驟(1)中制備的鎳鈷溶液中加入氨水和堿液，控制ph值為10-11之間；攪拌得到沉淀物；

(3)純化沉淀物；將步驟(2)得到的沉淀物進行離心過濾后洗滌，洗滌后進行干燥處理得純化沉淀物；

(4)制備預備混合物；將步驟(3)的純化沉淀物與硝酸鋁混合后進行研磨；研磨使用300-500目篩進行過篩處理后得到預備混合物；

(5)焙燒終產物；將步驟(4)中制備的預備混合物在恒定升溫速率下，將溫度升至在500-600攝氏度時恒溫焙燒8-10小時，自然冷卻后得終產物即為鎳鈷鋁酸鋰前驅體。

進一步地，所述步驟(1)中鎳鹽中的的鎳離子和鈷鹽中的鈷離子摩爾比為16.3；所述步驟(1)酸根溶液為硫酸根溶液或硝酸根溶液。

進一步地，所述步驟(2)中氨水的濃度為20-25％；所述堿液為NaOH溶液或KOH溶液；所述步驟(2)恒溫條件為50-60攝氏度。

進一步地，步驟(3)中干燥溫度為100-200攝氏度。

進一步地，步驟(4)中純化沉淀物與硝酸鋁的摩爾比19:1；研磨時間為2-4小時。

進一步地，所述步驟(5)升溫速率為每分鐘4.5攝氏度。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明制備過程簡單，易操作，對反應調節要求低。

2、本發明采用與硝酸鋁焙燒的方法制備鎳鈷鋁酸鋰前驅體，避免了因三價的鋁離子沉淀速度快，難以形成大顆粒沉淀的情況發生，通過焙燒后得到的鎳鈷鋁酸鋰前驅體具有較大的真實密度。

3、本發明通過焙燒減少了沉淀中的酸根殘留，進一步增加了制得的鎳鈷鋁酸鋰前驅體的純度。

當然，實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

具體實施方式