[發明專利]一種倍率型鎳鈷鋁正極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910532510.6
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110350162B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 黃華東;呂根品;張軍;肖遠龍;李鵬飛;黃宏威
• 申請（專利權）人: 乳源東陽光磁性材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳娟

本發明涉及一種倍率型鎳鈷鋁正極材料及其制備方法和應用。該制備方法包括如下步驟：S1：將鋰源和有機酸溶解，加入增稠劑調節粘度為150～200mPa·S，再加入Ni_1?x?yCo_xAl_y(OH)₂前驅體得料漿，然后研磨后噴霧干燥造粒得顆粒；S2：將顆粒于含氧氣氛下700～900℃燒結，即得所述倍率型鎳鈷鋁正極材料。本發明通過有機酸和增稠劑來調配料漿，再利用噴霧干燥造粒技術得到顆粒，可調節燒結后二次顆粒的表面形貌，得到的鎳鈷鋁正極材料二次顆粒為結實多孔球形，改善了鋰離子嵌入和脫出路徑，倍率性能顯著提高。

技術領域

本發明屬于電池材料技術領域，具體涉及一種倍率型鎳鈷鋁正極材料及其制備方法和應用。

背景技術

在高鎳系三元正極材料LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂中，LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂以其高的實際放電比容量和較低的成本，引起了廣大科研工作者的高度重視。共沉淀法因為操作簡單，可實現不同元素之間原子水平的均勻混合、能夠控制前驅體的形貌和粒度、合成溫度低、重復性和批次穩定性好，因此，在工業生產中，大多使用共沉淀法合成鋰離子電池正極材料的前驅體。但是，在應用共沉淀法合成Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂其二次顆粒為密實的球形，具有較高的振實，用其燒結出來的LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂其二次顆粒也為密實的球形，在充放電過程中鋰離子嵌入和脫出路徑較長，這對電池的倍率性能不利。

因此，開發一種多孔的的球形LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂正極材料，改善鋰離子嵌入和脫出路徑，提高其倍率性能具有重要研究意義和經濟。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中密實球形的LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂二次顆粒在充放電過程中鋰離子嵌入和脫出路徑較長，對電池的倍率性能不利的缺陷和不足，提供一種倍率型鎳鈷鋁正極材料的制備方法。本發明通過有機酸和增稠劑來調配料漿，再利用噴霧干燥造粒技術得到顆粒，可調節燒結后二次顆粒的表面形貌，得到的鎳鈷鋁正極材料二次顆粒為結實多孔的類球形結構，改善了鋰離子嵌入和脫出路徑，倍率性能顯著提高。

本發明的另一目的在于提供一種倍率型鎳鈷鋁正極材料。

本發明的另一目的在于提供上述倍率型鎳鈷鋁正極材料在制備鋰離子電池中的應用。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種倍率型鎳鈷鋁正極材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：將鋰源和有機酸在純水中溶解，加入增稠劑調節粘度為150～200mPa·S，再加入Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂前驅體得料漿，然后研磨后噴霧干燥造粒得顆粒；所述鋰源中的鋰元素和有機酸電離的H⁺的摩爾比為1:0.84～1.20；所述鋰源和Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂的摩爾比為1.0～1.05:1；所述Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂中x，y的取值為0＜x≤0.2，0＜y≤0.1。