[發(fā)明專利]一種鋰離子電池鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010579934.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN111777104B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍君君;閔長(zhǎng)青;李道聰;張二冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/505
• 分類號(hào): H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 合肥市長(zhǎng)遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 余婧

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，先以Co₃O₄/SnO₂納米空心管作為模板劑，通過化學(xué)共沉淀法將一次顆粒在其上進(jìn)行成核、生長(zhǎng)、組裝形成改性鎳鈷錳前驅(qū)體，再與鋰源混合、球磨、燒結(jié)，得到鋰離子電池鎳鈷錳酸鋰正極材料。本發(fā)明制備鋰離子電池鎳鈷錳酸鋰正極材料的方法簡(jiǎn)單、原料豐富、能耗低、生產(chǎn)工藝安全可靠、生產(chǎn)成本低，易于規(guī)模化生產(chǎn)，制得的正極材料能有效提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及正極材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有高比能量密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為最具有發(fā)展?jié)摿Φ膭?dòng)力來源，而正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能直接決定了整個(gè)電池體系的性能，鎳鈷錳酸鋰正極材料(LiMO₂，M＝Ni、Co、Mn)融合了LiNiO₂、LiCoO₂、LiMnO₂的優(yōu)勢(shì)，具有高容量、良好的倍率性能以及低成本的優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車、插電混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車，被認(rèn)為是最有前景的正極材料。LiMO₂(M＝Ni、Co、Mn)正極材料隨著鎳含量的升高，能量密度也會(huì)越來越高，但是循環(huán)性能和安全性能會(huì)隨之降低。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種鋰離子電池鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法。

本發(fā)明提出的一種鋰離子電池鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、按照鎳鈷錳前驅(qū)體的化學(xué)式稱取鎳鹽、鈷鹽、錳鹽溶于水中，得到鹽溶液；

S2、向所述鹽溶液中加入模板劑分散均勻，得到含模板劑的鹽溶液,所述模板劑為Co₃O₄/SnO₂納米空心管；

S3、將所述含模板劑的鹽溶液與氨水溶液、沉淀劑溶液混合后攪拌反應(yīng)，經(jīng)過陳化、離心、洗滌、干燥，得到改性鎳鈷錳前驅(qū)體；

S4、將所述改性鎳鈷錳前驅(qū)體與鋰源混合、球磨、燒結(jié)，得到鋰離子電池鎳鈷錳酸鋰正極材料。

優(yōu)選地，所述Co₃O₄/SnO₂納米空心管的內(nèi)徑為100～300nm，壁厚為10～30nm，長(zhǎng)徑比為10～50。

優(yōu)選地，所述含模板劑的鹽溶液中，模板劑的濃度為0.1～7.0mg/mL。

優(yōu)選地，所述鹽溶液的濃度為1.0～3.5mol/L，所述鎳鹽為硫酸鎳，鈷鹽為硫酸鈷，錳鹽為硫酸錳；所述氨水溶液的濃度為0.1～1.5mol/L；所述沉淀劑溶液的濃度為1.0～7.5mol/L，其中沉淀劑為碳酸鈉、氫氧化鈉或其組合。

優(yōu)選地，所述步驟S3中，反應(yīng)的pH為7.0～12.0，攪拌速率為300～1500rpm，反應(yīng)溫度為50～60℃，反應(yīng)時(shí)間為8～12h；優(yōu)選地，所述步驟S3中，將含模板劑的鹽溶液、氨水溶液、沉淀劑溶液并流加入反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)液速率為10～25ml/min。

優(yōu)選地，所述步驟S3中，陳化時(shí)間為3～24h，離心轉(zhuǎn)速為2000～6000rpm，離心時(shí)間為3～15min；所述步驟S4中，燒結(jié)的具體方法為：先在400～600℃保溫?zé)Y(jié)5～15h，再在700～900℃保溫?zé)Y(jié)10～20h。

優(yōu)選地，所述鎳鈷錳前驅(qū)體為所述鎳鈷錳前驅(qū)體為Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂、Ni_xCo_yMn_1-x-yCO₃或者其組合，其中0.6≤x≤1.0，0≤y≤0.4。