[发明专利]一种锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，先以Co₃O₄/SnO₂纳米空心管作为模板剂，通过化学共沉淀法将一次颗粒在其上进行成核、生长、组装形成改性镍钴锰前驱体，再与锂源混合、球磨、烧结，得到锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料。本发明制备锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的方法简单、原料丰富、能耗低、生产工艺安全可靠、生产成本低，易于规模化生产，制得的正极材料能有效提高电池的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及正极材料制备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有高比能量密度和长循环寿命的优势，已经成为最具有发展潜力的动力来源，而正极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接决定了整个电池体系的性能，镍钴锰酸锂正极材料(LiMO₂，M＝Ni、Co、Mn)融合了LiNiO₂、LiCoO₂、LiMnO₂的优势，具有高容量、良好的倍率性能以及低成本的优势，可以应用于混合动力汽车、插电混合动力汽车和电动汽车，被认为是最有前景的正极材料。LiMO₂(M＝Ni、Co、Mn)正极材料随着镍含量的升高，能量密度也会越来越高，但是循环性能和安全性能会随之降低。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

本发明提出的一种锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照镍钴锰前驱体的化学式称取镍盐、钴盐、锰盐溶于水中，得到盐溶液；

S2、向所述盐溶液中加入模板剂分散均匀，得到含模板剂的盐溶液,所述模板剂为Co₃O₄/SnO₂纳米空心管；

S3、将所述含模板剂的盐溶液与氨水溶液、沉淀剂溶液混合后搅拌反应，经过陈化、离心、洗涤、干燥，得到改性镍钴锰前驱体；

S4、将所述改性镍钴锰前驱体与锂源混合、球磨、烧结，得到锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料。

优选地，所述Co₃O₄/SnO₂纳米空心管的内径为100～300nm，壁厚为10～30nm，长径比为10～50。

优选地，所述含模板剂的盐溶液中，模板剂的浓度为0.1～7.0mg/mL。

优选地，所述盐溶液的浓度为1.0～3.5mol/L，所述镍盐为硫酸镍，钴盐为硫酸钴，锰盐为硫酸锰；所述氨水溶液的浓度为0.1～1.5mol/L；所述沉淀剂溶液的浓度为1.0～7.5mol/L，其中沉淀剂为碳酸钠、氢氧化钠或其组合。

优选地，所述步骤S3中，反应的pH为7.0～12.0，搅拌速率为300～1500rpm，反应温度为50～60℃，反应时间为8～12h；优选地，所述步骤S3中，将含模板剂的盐溶液、氨水溶液、沉淀剂溶液并流加入反应釜中进行反应，进液速率为10～25ml/min。

优选地，所述步骤S3中，陈化时间为3～24h，离心转速为2000～6000rpm，离心时间为3～15min；所述步骤S4中，烧结的具体方法为：先在400～600℃保温烧结5～15h，再在700～900℃保温烧结10～20h。

优选地，所述镍钴锰前驱体为所述镍钴锰前驱体为Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂、Ni_xCo_yMn_1-x-yCO₃或者其组合，其中0.6≤x≤1.0，0≤y≤0.4。