[发明专利]一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

说明书

本发明提供的一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，涉及NCM三元材料制备方法技术领域。该方法包括液相混合、球磨、干燥、烧结、筛检等步骤，采用湿法制备镍钴锰酸锂正极材料，该方法不仅能够有效解决原料混合的均一性问题，还可以简化工艺操作流程，降低生产成本，提高生产效率。通过该方法制备得到的镍钴锰酸锂正极材料，电化学性能得到极大的提高。

技术领域

本发明涉及NCM三元材料制备方法技术领域，具体而言，涉及一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

三元正极材料综合了LiCo₂、LiNiO₂和LiMnO₂三种材料的优点，三种过渡金属元素存在明显的协同效应。Ni有助于提高材料的容量；Co的引入能够减少阳离子混合占位有效稳定材料的层状结构；Mn不仅能够降低成本还可以提高材料的安全性和稳定性。因此，高镍材料NCM622由于其较高的放电比容量，成为三元材料当前的研究热点。

但工业中镍钴锰NCM622制备生产工艺复杂，成本昂贵。传统的工业固相合成法很难保证原料的混合均匀性，难以获得均相产物，故而严重影响了材料的电化学性能；并且，传统的制备方法操作比较复杂，反应的稳定性和重现性比较差。针对这些问题，凡是涉及复杂的操作流程以及大量使用有机溶剂的合成方法在工业上均会造成成本、安全以及环保方面的问题，很难实现产业化。

发明内容

本发明的目的包括提供一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，采用湿法制备，该方法不仅可以有效解决原料混合的均一性问题，还可以简化工艺操作流程，降低生产成本，提高生产效率，通过该方法制备出的镍钴锰酸锂正极材料，极大提升了材料的电化学性能，可以为工业化生产做准备。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：

液相混合：将镍钴锰三种原料与锂源在去离子水中混合、搅拌，配制预设固含量的混合浆料。

球磨：将所述混合浆料进行湿法球磨。

干燥：将球磨后的混合浆料进行喷雾干燥，制得球形混合物料。

烧结：将所述干燥步骤后的所述球形混合物料放置于气氛马弗炉中，在空气或者氧气的气氛中以恒定10℃/min至15℃/min升温至500℃，保温5h至7h；再以20℃/min至25℃/min升温至900℃，保温12h至14h，自然降温冷却，得到镍钴锰酸锂材料。

粉碎：将所述镍钴锰酸锂材料进行粉碎，且粉碎粒径控制在1μm至20μm范围内。

进一步地，所述粉碎步骤后，还包括筛检步骤，将所述粉碎粒径经过500目的筛网过筛送检。

进一步地，所述液相混合步骤中，所述镍钴锰三种原料包括氢氧化镍、氢氧化钴、碳酸锰，所述锂源包括碳酸锂，将所述氢氧化镍、所述氢氧化钴、所述碳酸锰、所述碳酸锂配置重量比浓度为40％至50％的混合浆料。

进一步地，所述液相混合步骤中，所述氢氧化镍、所述氢氧化钴、所述碳酸锰为、所述碳酸锂的摩尔比为6：2：2：5.25。

进一步地，所述液相混合步骤中，所述镍钴锰三种原料包括氢氧化镍、氢氧化钴、碳酸锰，所述锂源包括氢氧化锂，将所述氢氧化镍、所述氢氧化钴、所述碳酸锰、所述氢氧化锂配置重量比浓度为40％至50％的混合浆料。

进一步地，所述液相混合步骤中，所述氢氧化镍、所述氢氧化钴、所述碳酸锰、所述氢氧化锂的摩尔比为6：2：2：5.25。

进一步地，所述混合浆料中，锂与镍钴锰体系的摩尔比为1.05：1至1.1：1；所述混合浆料的搅拌时长为25分钟至40分钟。优选地，锂与镍钴锰体系的摩尔比为1.05：1；所述混合浆料的搅拌时长为30分钟。