[发明专利]一种镍钴锰三元材料的制备方法及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种镍钴锰三元材料的制备方法及锂离子电池，包括以下步骤：将作为原材料使用的氢氧化镍、氢氧化钴和碳酸锰三种材料，以及作为锂源使用的碳酸锂加入到去离子水中进行混合获得悬浮液，向悬浮液中加入葡萄糖并搅拌均匀，获得混合液；将混合液倒入到球磨机中进行球磨加工获得球磨加工悬浮液。本申请中的镍钴锰三元材料的制备方法及锂离子电池，由于在三元材料制备过程中向其中添加了葡萄糖，从而在不增加制备步骤、不影响三元材料的电化学性能和循环性能的情况下，就能够获得振实密度高、球形度好的三元材料，操作过程方便简单，成本低，获得的效果好，适合大规模推广使用。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种镍钴锰三元材料的制备方法及锂离子电池。

背景技术

目前锂离子电池采用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元正极材料等。镍钴锰酸锂三元正极材料具有比容量高、安全性能和倍率放电性能良好等优点，是一种极具潜力的锂离子动力电池正极材料，在电动车船、电动航天器、电动工具等动力领域具有广阔的应用前景。

三元材料通过Ni-Co-Mn三种元素的协同效用，使得三元材料同时结合了三种元素的优点。比如，LiCoO2的良好循环性能，LiNiO2的高比能量和LiMnO2的高安全性及低成本，已成为目前最具发展前景的新型锂离子电池正极材料之一。

现有技术中，以氢氧化镍、氢氧化钴、碳酸锰三种物质为原材料，采用球磨机对其进行球磨加工，再经过喷雾干燥后煅烧成型的三元材料不仅省去前驱体的制备过程达到降本的要求，而且在烧结过程中无污染气体产生，非常的环保。但是，由于采用上述方式制备成的三元材料的振实密度较低，在一定程度上限制了其产业化发展进程。

造成上述问题的主要原因是经过球磨机球磨加工后的三元材料的粒径变小，为保证后续喷雾干燥过程顺利进行，必须降低物料的固含量，进而造成制备出的三元材料的振实密度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种镍钴锰三元材料的制备方法及锂离子电池，以解决使用现有的制备方法制备出的镍钴锰三元材料存在振实密度低的问题。

为达到上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种镍钴锰三元材料的制备方法，包括以下步骤：将作为原材料使用的氢氧化镍、氢氧化钴和碳酸锰三种材料，以及作为锂源使用的碳酸锂加入到去离子水中进行混合获得悬浮液，

所述制备方法还包括以下步骤：

向所述悬浮液中加入葡萄糖并搅拌均匀，获得混合液；

将所述混合液倒入到球磨机中进行球磨加工获得球磨加工悬浮液。

优选地，所述葡萄糖的质量占所述原材料的质量的1％至10％。

优选地，在进行所述球磨加工过程中，所述球磨机的转速为3000至4000rpm/min，所述球磨加工的时长为3.5小时至6小时。

优选地，所述制备方法还包括以下步骤：

对所述球磨加工悬浮液进行喷雾干燥进行一次粒子成型，获得混合料。

优选地，在进行所述喷雾干燥过程中使用喷雾干燥设备，

所述喷雾干燥设备的进口温度为250℃至290℃；和/或，

所述喷雾干燥设备的气流量为4m³/h至7m³/h。

优选地，所述混合料的粒径的大小为1μm至20μm。

优选地，所述制备方法还包括：

将所述混合料置于气氛马弗炉中，并在预定条件下对所述混合料进行二次粒子成型，自然冷却后获得能够作为电池正极材料使用的镍钴锰酸锂。