[发明专利]一种制备三元电池正极材料的方法

说明书

本发明提供了一种制备三元电池正极材料的方法，方法包括以下步骤：S1、将镍、钴、锰金属单质以第一预定比例的原子量混合获得金属粉末；S2、将S1中获得的金属粉末与预定浓度的弱酸溶液按照第二预定比例进行球磨混合，获得混合浆料；S3、将S2中获得的混合浆料与酸性溶液混合，并在第一预定条件下进行恒温搅拌，获得反应溶液；S4、向反应溶液中加入锂源，并进行搅拌后获得均匀浆料；S5、将S4中的均匀浆料进行喷雾干燥后获得正极预备材料；S6、将S5中获得的正极预备材料在第二预定条件下进行高温碳化，经过筛网筛选后获得三元电池正极材料。本申请以金属单质为原料制备三元电池的正极材料，方法简单易行、制备的物料粒度可控。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种制备三元电池正极材料的方法。

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。

目前三元正极材料的制备方法主要有高温固相烧结法和液相化学沉淀法。高温固相法方法简单，但粉碎球磨难以控制，并存在各原材料化合物混合不均的缺陷，且烧结温度高、能耗大、难以广泛推行。

化学沉淀法可分为间接化学沉淀法和直接化学沉淀法。与传统的固相合成法相比，化学沉淀法可使材料达到分子或原子级别以上的混合，易于得到粒径小、混合均匀的前驱体，且焙烧温度较低，合成产物组分均匀。但化学沉淀法所用电池级镍源、钴源、锰源材料价格高，纯度不易控制，得到的三元混合共沉淀需要进行多次过滤洗涤，产生大量废水，对环境造成污染。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种制备三元电池正极材料的方法，以解决使用现有的制备方法制备出的三元正极材料存在的成本高、工艺复杂、对环境友好性差的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种制备三元电池正极材料的方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将镍、钴、锰金属单质以第一预定比例的原子量混合获得金属粉末；

S2、将所述S1中获得的金属粉末与预定浓度的弱酸溶液按照第二预定比例进行球磨混合，获得混合浆料；

S3、将所述S2中获得的混合浆料与酸性溶液混合，并在第一预定条件下进行恒温搅拌，获得反应溶液；

S4、向所述反应溶液中加入锂源，并进行搅拌后获得均匀浆料；

S5、将所述S4中的所述均匀浆料进行喷雾干燥后获得正极预备材料；

S6、将所述S5中获得的所述正极预备材料在第二预定条件下进行高温碳化，经过筛网筛选后获得三元电池正极材料。

优选地，在所述S1中，

镍、钴、锰金属单质的第一预定比例为8:1:1；或者，

镍、钴、锰金属单质的第一预定比例为5:2:3；或者，

镍、钴、锰金属单质的第一预定比例为6:2:2；或者，

镍、钴、锰金属单质的第一预定比例为1:1:1。

优选地，所述弱酸溶液包括柠檬酸溶液、草酸；和/或，

所述弱酸溶液的预定浓度为0.8mol/L至1.2mol/L；和/或，

所述第二预定比例为所述弱酸溶液与所述金属粉末的物质的量的比1:1至5：1。