[發明專利]一種單晶錳酸鋰包覆鎳鈷錳酸鋰的包覆材料及其生產方法與應用

在審

• 申請號: 202310037291.0
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116072843A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 李佳軍;錢飛鵬;倪銘君;吳石濤;鄧亞烽
• 申請（專利權）人: 無錫晶石新型能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M4/505;H01M10/0525;C30B29/22;C30B33/00;C01G53/00
• 代理公司: 連云港聯創專利代理事務所(特殊普通合伙) 32330
• 代理人: 鄧星

本發明公開了單晶錳酸鋰包覆鎳鈷錳酸鋰的包覆材料及其生產方法與應用，屬于鋰離子電池材料技術領域；該單晶錳酸鋰包覆鎳鈷錳酸鋰的包覆材料包括單晶錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰；采用顆粒較小的單晶錳酸鋰為包覆物，可以有效改善鎳鈷錳酸鋰材料的安全性，進一步采用濕法包覆工藝可以使包覆物均勻的分布，能有效提高包覆材料材料的循環、高溫、安全性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池材料技術領域，尤其涉及一種單晶錳酸鋰包覆鎳鈷錳酸鋰的包覆材料及其生產方法與應用。

背景技術

鋰離子電池作為新能源產業已經在全世界得到推廣，并廣泛應用于數碼產品、電動工具、電動車以及電動汽車領域，其中正極材料的工藝革新一直是行業內研究的重點和發展方向。

目前鋰離子電池正極材料領域一般采用鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰等幾種材料，這些材料在性能方面各有側重，綜合來看，鎳鈷錳酸鋰材料(LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂)有較高的能量密度、電壓平臺、倍率、循環、高溫等性能。

但是鎳鈷錳酸鋰材料熱穩定性較差，在高溫情況下化學反應強烈，容易造成自燃現象，其安全性能一直限制了材料端的發展，因此，亟需尋找一種提升鎳鈷錳酸鋰材料安全性的工藝，對鎳鈷錳酸鋰材料的應用具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種單晶錳酸鋰包覆鎳鈷錳酸鋰的包覆材料及其生產方法與應用，采用顆粒較小的單晶錳酸鋰為包覆物，可以有效改善鎳鈷錳酸鋰材料的安全性，進一步采用濕法包覆工藝可以使包覆物均勻的分布，能有效提高包覆材料材料的循環、高溫、安全性能。

為達到上述發明目的，本發明實施例采用了如下的技術方案：

一種單晶錳酸鋰包覆鎳鈷錳酸鋰的包覆材料，該包覆材料包括單晶錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰。

本發明實施例還提供了上述單晶錳酸鋰包覆鎳鈷錳酸鋰的包覆材料的生產方法，包括如下步驟：

(1)將單晶錳酸鋰置于研磨裝置，進行研磨，時間為60-180s，得到物料A；

(2)將鎳鈷錳酸鋰材料、氧化鋁球和去離子水置于球磨裝置，進行混合，時間為20-40min；

(3)將步驟(1)的物料A加入到步驟(2)中混合，時間為60-120min，得到物料B；

(4)將物料B中的氧化鋁球過濾后，進入攪拌裝置，攪拌同時進行噴干，直至攪拌到噴干過程結束為止，得到物料C；

(5)將步驟(4)中的物料C經燒結、破碎、過篩、除鐵后，得到單晶錳酸鋰包覆鎳鈷錳酸鋰的包覆材料。

進一步地，所述步驟(1)物料A的粒徑為2-6μm。

進一步地，所述步驟(1)研磨裝置為高速研磨機。

進一步地，所述步驟(2)中的鎳鈷錳酸鋰材料：氧化鋁球：去離子水的質量比為(0.5-1.5)：(0.5-1.5)：2；所述氧化鋁球的粒徑為20-40mm。

進一步地，所述步驟(2)中的球磨裝置為臥式球磨機，轉速為60-80R/min。

進一步地，所述步驟(3)中轉速為20-40R/min。

進一步地，所述步驟(3)中的物料A與鎳鈷錳酸的質量比為(0.5-1.5):1000。

進一步地，所述步驟(4)中攪拌速度為30-50R/min；噴干溫度為260-280℃。

進一步地，所述步驟(5)中燒結溫度為300-650℃，時間4-8h。