[发明专利]锂电池正极材料之含锂球状前驱物制造成型方法

说明书

本发明公开了一种锂电池正极材料之含锂球状前驱物制造成型方法，其主要包括下列步骤：将含有酸根之含锂金属盐类离子与水液均匀混合以调制成含锂金属盐类水溶液；将含锂金属盐类水溶液送入高温喷雾造粒设备所设热风炉腔中，通过雾化器，将送入热风炉腔中之含锂金属盐类水溶液喷洒扩散呈雾化状，从而形成粒径介于0.1μm至20μm之间的若干球状液滴；热风炉腔中供应温度介于摄氏300度至摄氏1000度之间的高温热风，使雾化之若干球状液滴与高温热风作用产生裂解效应以裂解酸根，并使各球状液滴瞬间干燥定型从而形成含锂球状前驱物。

技术领域

本发明涉及一种锂电池正极材料之前驱物制程技术；特别是指一种锂电池 正极材料之含锂球状前驱物之创新制造成型方法。

背景技术

可充电之锂电池由于具有较高能量密度，目前被广泛应用于各种携带式电 子装置；就锂电池的电极材料而言，由于LiCoO₂之阴极材料相当昂贵，目前广 泛采用LNMCO型阴极材料加以取代，LNMCO意指锂-镍-锰-钴之氧化物，LNMCO 型阴极材料之优点在于其组成份M之原料价格远低于Co，而添加锂可提高放电 容量。

若要生产含有复合组成物之阴极材料，通常会使用特殊之前驱物，且为了 达到高性能又不过度烧结，阴极前驱物需要含有呈充分混合形式的过渡金属， 一般而言，具有合适大小与形态的混合氢氧化物通常是透过以下步骤进行沉淀 反应所取得：(1)在受控的酸碱值条件下，利用氢氧化钠流、氢氧化锂流或氢氧 化钾流任一种与混合之金属盐流，在反应器中沉淀出混合氢氧化物；(2)将前驱 物悬浮液移出且过滤；(3)在设定的条件下将过滤之湿饼块加以干燥。

承上段所述可见，现有锂电池阴极材料之前驱物主要采沉淀法进行反应所 制成，然而，此种制造方法为业界所诟病之处，主要在于其制程中会因羟基(OH^-) 反应沉淀作用而产生废水，此废水若直接排放会造成环境污染，但产业界若依 现行排放标准进行过滤设备的配置，势必大幅增加成本而不符较佳产业经济效 益。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锂电池正极材料之含锂球状前驱物制造成 型方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂电池正极材料之含锂球状前驱物制造成型方法，主要包括下列步骤： 将含有酸根之含锂金属盐类离子与水液均匀混合，以调制成含锂金属盐类水溶 液；将该含锂金属盐类水溶液送入高温喷雾造粒设备所设热风炉腔中，通过雾 化器，将前述送入热风炉腔中之含锂金属盐类水溶液加以喷洒扩散呈雾化状态， 从而形成粒径介于0.1μm至20μm之间的若干球状液滴；于热风炉腔中供应温 度介于摄氏300度至摄氏1000度之间的高温热风，使前述雾化之若干球状液滴 与高温热风作用产生裂解效应，以裂解酸根，并使各球状液滴瞬间干燥定型， 从而形成所述含锂球状前驱物。

本发明之主要效果与优点包括：

其一、对比于现有技术采用羟基(OH^-)沉淀法需要大量的水进行反应而且反 应后亦会产生废水之问题，本发明通过热风炉腔中之高温热风裂解酸根之技术 特征，使各球状液滴瞬间干燥定型且水分蒸发即制成含锂球状前驱物，因此制 程最终只会产生废气而无产生废水的问题，可省略废水净化设备的设置费用， 并且具有省水节能的好处，从而达到大幅降低业者制造含锂前驱物成本之较佳 产业经济效益。

其二、本发明所述含锂球状前驱物，其趋近圆球体之表面轮廓形状，可大 幅增加其后续进行烧结时与其它组成物(如碳酸锂、氢氧化锂)混合之间的接触 面积，从而达到大幅增益烧结质量与效果，相对提升锂离子电池正极材料良率、 效能及储电量等诸多优点与实用进步性。

本发明之另一目的，通过雾化器设为一喷嘴雾化器，且该喷嘴雾化器设有 一循环冷却机构之另一技术特征，以适度冷却该喷嘴雾化器，达到避免其喷嘴 堵塞之优点与实用进步性。