[发明专利]一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法

说明书

本发明公开了一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法，涉及蓄电池技术领域。包括步骤(1)配置镍钴溶液；(2)制备沉淀物；(3)纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；(5)焙烧终产物。本发明通过采用与硝酸铝焙烧的方法制备镍钴铝酸锂前驱体，避免了因三价的铝离子沉淀速度快，难以形成大颗粒沉淀的情况发生，通过焙烧后得到的镍钴铝酸锂前驱体具有较大的真实密度；同时，通过焙烧减少了沉淀中的酸根残留，进一步增加了制得的镍钴铝酸锂前驱体的纯度。

技术领域

本发明属于蓄电池技术领域，特别是涉及一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法。

背景技术

镍钴铝三元正极材料(NCA，即镍钴铝酸锂)具有高比容量、高电压以及良好的循环性能等优点，近年来引起了广泛的关注。镍钴铝三元正极材料的主要制备方法是先采用化学共沉淀法制备镍钴铝前驱体，再与锂盐煅烧得到NCA材料；由于氢氧化铝的溶度积常数为1.3×10-33，而氢氧化镍和氢氧化钴(二价)的分别为2×10-15和1.6×10-15，因此采用化学共沉淀法制备镍钴铝前驱体时，三价的铝离子沉淀速度特别快，不但难以与镍和钴沉淀形成均匀的单一层状结构，也难以形成球形大颗粒沉淀，因此前驱体掺锂盐煅烧得到的NCA材料性能指标不理想；颗粒松散，结构稳定性差和放电容量偏低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法，包括以下步骤：

(1)配置镍钴溶液；将镍盐和钴盐加入酸根溶液中，配比制成1mol每升的溶液；

(2)制备沉淀物；在恒温条件下向步骤(1)中制备的镍钴溶液中加入氨水和碱液，控制ph值为10-11之间；搅拌得到沉淀物；

(3)纯化沉淀物；将步骤(2)得到的沉淀物进行离心过滤后洗涤，洗涤后进行干燥处理得纯化沉淀物；

(4)制备预备混合物；将步骤(3)的纯化沉淀物与硝酸铝混合后进行研磨；研磨使用300-500目筛进行过筛处理后得到预备混合物；

(5)焙烧终产物；将步骤(4)中制备的预备混合物在恒定升温速率下，将温度升至在500-600摄氏度时恒温焙烧8-10小时，自然冷却后得终产物即为镍钴铝酸锂前驱体。

进一步地，所述步骤(1)中镍盐中的的镍离子和钴盐中的钴离子摩尔比为16.3；所述步骤(1)酸根溶液为硫酸根溶液或硝酸根溶液。

进一步地，所述步骤(2)中氨水的浓度为20-25％；所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液；所述步骤(2)恒温条件为50-60摄氏度。

进一步地，步骤(3)中干燥温度为100-200摄氏度。

进一步地，步骤(4)中纯化沉淀物与硝酸铝的摩尔比19:1；研磨时间为2-4小时。

进一步地，所述步骤(5)升温速率为每分钟4.5摄氏度。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明制备过程简单，易操作，对反应调节要求低。

2、本发明采用与硝酸铝焙烧的方法制备镍钴铝酸锂前驱体，避免了因三价的铝离子沉淀速度快，难以形成大颗粒沉淀的情况发生，通过焙烧后得到的镍钴铝酸锂前驱体具有较大的真实密度。

3、本发明通过焙烧减少了沉淀中的酸根残留，进一步增加了制得的镍钴铝酸锂前驱体的纯度。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

具体实施方式