[发明专利]一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及匣钵

说明书

一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及匣钵，包括如下步骤：a)均匀混合包括锂化合物和中位粒径为2.5μm‑5μm的镍钴锰前驱体的第一原料并装于底部平铺至少一层滤纸的匣钵中，经烧结、破碎后得到中位径为5μm‑7μm的大颗粒镍钴锰酸锂材料；b)均匀混合包括锂化合物和中位粒径为2.5μm‑5μm的镍钴锰前驱体的第二原料并装于垫滤纸的匣钵中，经烧结、破碎后得到中位径为3μm‑5μm的小颗粒镍钴锰酸锂材料；c)将所述大颗粒镍钴锰酸锂材料与所述小颗粒镍钴锰酸锂材料按摩尔比为1:1‑9:1的比例混合，得到镍钴锰酸锂正极材料。本发明的方法制得的镍钴锰酸锂的Mg、Al杂质含量低，且匣钵的使用寿命明显提高。

技术领域

本发明涉及一种锂电池正极材料的制备方法，特别是涉及一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及匣钵。

背景技术

工业上制备镍钴锰酸锂正极材料的方法是通过使用匣钵装载镍钴锰酸锂的烧结原料在高温下烧结，常用匣钵的成分包括莫来石和氧化铝，由于高温下烧结原料中的碳酸锂、氢氧化锂或硝酸锂分解产生渗透能力和反应活性极强的Li₂O，Li₂O能够将莫来石中的Si、Al和Mg等离子析出，破坏匣钵微观结构，匣钵遭到侵蚀，导致匣钵表面层耐火材料损坏并容易粘结在底部的烧结产品上。

另外，在目前生产镍钴锰酸锂的过程中，由于烧结温度高达950℃，而在标准大气压下，碳酸锂的熔点为618℃，氢氧化锂的熔点为471℃，硝酸锂的熔点为264℃，处于熔融状态下的碳酸锂、氢氧化锂或硝酸锂对匣钵有粘结和腐蚀作用，大量的Al、Mg杂质掺入成品会导致成品需返工甚至报废，增加了加工成本，甚至降低了产品的金属收率。

中国发明专利申请CN106946553A公开了一种低成本长寿命的陶瓷匣钵及其制备方法，其用于烧结锂化合物的粉体，陶瓷匣钵基材由以下重量百分含量的原料组成：滑石20～25％，铝矾土15～20％，60～65目镁铝尖晶石5～35％，100～120目镁铝尖晶石15～45％，堇青石5～15％。该发明专利申请通过改进陶瓷匣钵的成分以提高其耐腐蚀性能。

中国发明专利申请CN105777090A公开了一种具有抗锂电池高温腐蚀涂层的匣钵及其制备方法，匣钵坯体的表面浸渍一层具有抗锂电池高温腐蚀涂层的釉料，然后于高温炉中烧制成匣钵；所述具有抗锂电池高温腐蚀涂层的釉料由干物料和溶剂混合而成，釉料的固体含量为30-40vol％；干物料组成及质量百分数为：Al₂O₃：20～50％、SiO₂：20～50％、ZrO₂：15～35％、MgO：10～25％、Li₂O：5～16％。该发明专利申请通过改进匣钵表面的涂层可一定程度上阻止锂离子溶液对匣钵的侵蚀。

现有的镍钴锰酸锂制造过程中减少由匣钵引入的杂质(主要是Al化合物和Mg化合物杂质)，并提高匣钵的使用寿命的手段由于改进成本较高，较难在工业生产中普及，如何以低成本方式有效减少高压实密度的镍钴锰酸锂制造过程中由匣钵引入的杂质并提高匣钵的使用寿命，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种高压室密度的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，本发明的方法能够减少高压实密度的镍钴锰酸锂制造过程中由匣钵引入的Al化合物、Mg化合物杂质并提高匣钵的使用寿命，且生产改进成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

a)均匀混合包括锂化合物和中位粒径为2.5μm-5μm的镍钴锰前驱体的第一原料，将混合好的所述第一原料装于底部平铺至少一层滤纸的匣钵中，经烧结、破碎后得到中位径为5μm-7μm的大颗粒镍钴锰酸锂材料；