[發(fā)明專利]一種制備鎳鈷鋁酸鋰正極材料的方法及用該方法制備的鎳鈷鋁酸鋰

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811179715.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN109148872B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司豪杰;王瑞慶;蔡碧博;魏玲;張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新鄉(xiāng)天力鋰能股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 趙振

本發(fā)明提供了一種制備鋰離子電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰的方法。該方法通過在NiaCo_bAl_1?a?b(OH)₂和氫氧化鋰中加入粘結(jié)劑和鎢酸銨，用造粒機(jī)制成造粒料再進(jìn)行燒結(jié)，使得物料在燒結(jié)前變?yōu)橄嗷ブg有空隙的小顆粒，使其在燒結(jié)過程中Ni²⁺更好的氧化為Ni³⁺，提高了鎳鈷鋁酸鋰的比容量。且加入的鎢酸銨在燒結(jié)過程中在鎳鈷鋁酸鋰的表面形成導(dǎo)電良好的含鎢化合物包覆層，降低了鎳鈷鋁酸鋰的相面阻抗，并有效抑制鎳鈷鋁酸鋰與電池電解液之間的副反應(yīng)，解決了鎳鈷鋁酸鋰在電池充電過程中Ni³⁺被氧化為Ni⁴⁺而造成的電解液氧化分解的問題，提高了材料的穩(wěn)定性，改善了循環(huán)性能。本發(fā)明還提供了使用該方法制備的包覆含鎢化合物的鋰離子電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰，其比容量高、循環(huán)性能好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備鋰離子電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰的方法，還涉及使用該方法制備的鋰離子電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為一種新興的綠色環(huán)保電池，其具有較高的能量密度，循環(huán)性能好，使用壽命長(zhǎng)，自放電率低，無(wú)記憶效應(yīng)，高低溫適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品，電動(dòng)自行車，電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，尤其是電動(dòng)汽車領(lǐng)域。隨著這些新能源產(chǎn)品的快速發(fā)展，對(duì)鋰離子電池的性能要求也越來(lái)越高。影響鋰離子電池性能的關(guān)鍵材料主要有正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等，其中正極材料在鋰離子電池中起著至關(guān)重要的作用。目前市面上的正極材料主要有鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰，鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰等。但是這幾種正極材料均存在各自的缺陷。現(xiàn)有的三元材料鎳鈷鋁酸鋰，由于其在制備過程中前驅(qū)體氫氧化鎳鈷鋁與鋰鹽混合后，混合物粉體質(zhì)密，粉體內(nèi)部顆粒間空隙小，導(dǎo)致前驅(qū)體與鋰源在燒結(jié)過程中物料與氧氣不能充分接觸，Ni²⁺不能全部氧化為Ni³⁺，致使制備的鎳鈷鋁酸鋰的比容量低；并且，當(dāng)鎳鈷鋁酸鋰材料電池充電深度達(dá)到一定程度時(shí)，Ni³⁺被氧化為Ni⁴⁺，而Ni⁴⁺氧化性特別強(qiáng)，容易氧化分解電解液，放出熱量和氣體，造成容量損失，循環(huán)性能下降。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種制備鎳鈷鋁酸鋰正極材料的方法，包括以下步驟：

步驟一、將鎳鈷鋁酸鋰前驅(qū)體Ni_aCo_bAl_1-a-b(OH)₂和LiOH按摩爾比為1：0.9混合，得到粉體A；

步驟二、將質(zhì)量為鎳鈷鋁酸鋰前驅(qū)體質(zhì)量0.2～0.3倍的粘結(jié)劑與去離子水混合，并加入鎢酸銨，配成粘結(jié)劑溶液B；

步驟三、先將步驟一所得粉體A投入造粒機(jī)中進(jìn)行第一次混合；然后，將步驟二所得粘結(jié)劑溶液B加入到上述第一次混合物中，在造粒機(jī)中進(jìn)行第二次混合，造粒，得到造粒料D；

步驟四、將造粒料D在700～800℃氧氣氣氛中燒結(jié)10～15小時(shí)，得到包覆有含鎢化合物的鎳鈷鋁酸鋰。